Partykuły złota ulepszają techniki chirurgii nowotworów mózgu

Technika 3 w 1 pozwoliła badaczom zdefiniować bardzo precyzyjne kontury nowotworu mózgu u myszy, a to dzięki nanocząsteczkom złożonym ze złota, gadolinu i krzemionki. Technika ta pozwala chirurgom na całkowite usunięcie nowotworu, przy jednoczesnym maksymalnym oszczędzeniu tkanek zdrowych. Nie trzeba przypominać, że w przypadku nowotworu mózgu, jest to sprawa fundamentalna.

W czasie normalnej chirurgicznej operacji usunięcia guza, lekarze czasami działają bardzo ostrożnie i usuwają również kilka fragmentów zdrowych tkanek, aby upewnić się, że naprawdę nie pozostaje żaden ślad agresora. Ale, w przypadku, kiedy taka operacja jest przeprowadzana na mózgu, trzeba starać się, aby zaoszczędzić jak najwięcej zdrowych neuronów, ponieważ one są zbyt ważne, żeby można je było usuwać, nawet ze względów ostrożności.

Problemem jest to, że rozróżnienie zdrowych komórek od komórek nowotworowych nie jest sprawą łatwą. Dlatego też, chcąc zminimalizować straty, neurochirurdzy ryzykują czasami i decydują się pozostawić kilka pozostałości po nowotworze. Tym samym, agresor ma możliwość ponownego rozwoju w głowie pacjenta.

Oczywiste jest więc, że należy znaleźć metody, które pozwolą lepiej rozróżniać komórki w dobrym zdrowiu od komórek nowotworowych, aby jak najlepiej zapobiegać nawrotom choroby.

I to właśnie w tym duchu prowadzili swoje prace badacze z uniwersytetu Stanford, którymi kierował doktor Sanjiv Gambhir. Rezultaty zostały zaprezentowane w przeglądzie naukowym Nature Medicine.

Dzięki sferycznym nanocząsteczkom, wyposażonym w trzy różne właściwości fizyczne, naukowcy uważają teraz, że udało im się znaleźć w końcu dobrą metodę, która pomoże chirurgom na usuwanie całości nowotworów, przy jednoczesnym zachowaniu zdrowych tkanek w mózgu.

Złoto, krzem i gadolin, recepta na sukces?

Chodzi tutaj konkretnie o mikroskopijne cząsteczki, które składają się ze złota (serce nanopartykuły), z gadolinu (czarny metal wokół serca ze złota) oraz z krzemu (powłoka cząsteczki).

Każdy z tych elementów oferuje całemu systemowi swoje własne fizyczne cechy szczególne, które będą jeszcze przebadane przez naukowców.

Zastrzyk z tych nanocząsteczek u myszy, które chorowały na najbardziej agresywnego ludzkiego raka mózgu, czyli glejaka, wykazał, że partykuły te są w stanie namierzyć komórki nowotworowe. Okazuje się, że nanocząsteczki są w stanie przekraczać barierę krew-mózg, która chroni mózg przed niektórymi molekułami i patogenami.

Co więcej, cząsteczki te są w stanie wykorzystać fakt, że naczynia krwionośne odżywiające nowotwór są dość mało szczelne, i przeniknąć nimi do guza, który następnie bezwzględnie kolonizują.

Co to wszystko oznacza?

Eksperci wyjaśniają w ten sposób: po pierwsze, klasyczne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) jest dobre w lokalizowaniu guza oraz w określaniu jego kształtu, ale czasami jednak wyniki są mało precyzyjne. A dzięki zastosowaniu gadolinu, uzyskany obraz guza, jego kontury, jest o wiele wyraźniejszy.

Po drugie, badacze wysyłają impuls laserowy do mózgu, który podrzewa cząsteczki złota, sprawiając tym samym, że zaczynają wibrować. Wibrowanie wiąże się z dźwiękiem, który zostanie następnie wykryty przez echografię. Oznacza to, że dzięki tej technice chirurdzy mogą operować i usuwać tkanki nowotworowe.

W eksperymencie przeprowadzonym przez amerykańskich badaczy, chirurdzy usunęli największąc część nowotworu, dzięki właśnie nowym nanocząsteczkom, a następnie poddali gryzonie badaniu spektroskopią Raman. Jest to technika obrazowania oparta na zasadzie, iż przechodzenie światła z jednego miejsca do drugiego, zmienia nieco jego częstotliwość. I to właśnie tutaj wchodzi do gry trzeci składnik nanopartykuł: krzem.

Albowiem, element ten wchodzi w interakcje z wiązką światła oraz ujawania komórki nowotworowe, które jeszcze pozostały na miejscu. Chirurdzy muszą więc tylko dokończyć swoją pracę. Co wcale nie znaczy, że jest to łatwe.

Procedura ta wkrótce ma być przetestowana u człowieka, a zajmą się tym ci sami naukowcy. Ale, nie zaczną od razu od guza mózgu, lecz na razie poprzestaną na nowotworze jelita grubego.

Badacze amerykańscy mają nadzieję teraz, że powodzenie tej terapii pozwoli ograniczyć niedociągnięcia, zanim metoda zostanie zastosowana na nowotworach mózgu u ludzi. Równocześnie, badacze pracują nad jeszcze skuteczniejszymi cząsteczkami.

Idealnie by było, gdyby udało się zmienić te nanocząsteczki w śmiertelną broń przeciwko nowotworom, a to pozwoliłoby uniknąć konieczności trepanacji czaszki oraz operacji chirurgicznej. Na razie jednak musimy zadowolić się tym, co mamy.