Ученые упорно ищут подходы к лечению глиобластомы, но пока что их поиски не увенчались успехом. Нередко в медицинских источниках можно увидеть сообщения об очередных клинических испытаниях новой комбинации препаратов с отрицательным результатом, хотя эти же лекарства продлевают жизнь больных с другими онкологическими заболеваниями.
В этом контексте новое исследование ученых Калифорнийского университета оказывается поистине революционным: оно полностью меняет представление о том, как развивается эта смертельная опухоль мозга и даже дает ключ к вероятной победе над ней.
Позитивное кольцо обратной связи
Доктор медицины нейрохирург Шон Харви-Джампер, ознакомившись с исследованиями на лабораторных образцах мозговой ткани и на мышиной модели, заинтересовался таким явлением, как позитивное кольцо обратной связи.
Оказывается, раковые клетки мозга продуцируют вещества, которые могут функционировать как нейромедиаторы.
«Нейромедиатор» значит «посредник между нейронами». Это биологически активное химическое вещество, посредством которого осуществляется передача электрохимического импульса от одной нервной клетки к другой, поэтому его называют также «нейротрансмиттером».
Каждую миллисекунду в мозге человека миллиарды нейронов посылают сообщения друг другу в триллионах соединений, называемых синапсами. Именно этот процесс лежит в основе наших эмоциональных реакций и мышления.
Возникает интересная ситуация: мозг уже не занимается исключительно самообслуживанием, создавая сигнальные цепочки, связывающие разные клетки и участки мозга при помощи собственных нейромедиаторов. У него появляется дополнительное количество этих сигнальных молекул, которые опухоль «любезно» предоставляет мозгу. Избыток сигнальных молекул приводит к тому, что нейроны становятся гиперактивны, и эта повышенная активность, в свою очередь, стимулирует рост опухоли.
В голове больного мозг и глиобластома как бы ведут разговор, посылая друг другу сигналы, причем в процессе этого общения основной собеседник страдает, а «втершийся в доверие» вредитель растет, пожирая его ресурсы.
Но работает ли такой механизм у человека?
Это предстояло выяснить Харви-Джамперу и его коллегам по научной работе.
Что хорошо известно любому нейрохирургу
Существует ряд причин, по которым глиобластома плохо поддается всем видам терапии рака, включая и те, которые демонстрируют успехи в борьбе с другими видами злокачественных опухолей.
Как нейрохирург, Харви-Джампер знал, что гематоэнцефалический барьер, то есть фильтр между кровью, поступающей в мозг, и самим мозгом, предельно затрудняет доставку к опухоли лекарственных препаратов, а значит, шанс дает только хирургическое вмешательство.
Однако и тут есть большое «но».
При раках других органов существует возможность удалить опухоль «с запасом», то есть с небольшими участками здоровых тканей, к ней прилегающих. Глиобластома же находится в глубоких складках мозга и на продвинутом этапе роста представляет собой разветвленную паутину, проникающую в разные зоны этого важнейшего органа.
Удаление ее «с запасом» невозможно, так как это может повлечь серьезные когнитивные, сенсорные и двигательные нарушения. А это значит, что микроскопические части опухоли, оставшиеся в мозге после хирургического вмешательства, снова начнут расти.
Под руководством Харви-Джампера команда исследователей рекрутировала 15 волонтеров среди пациентов, ожидающих своей очереди на операцию по удалению глиобластомы. Их опухоль удобно расположилась в речевой зоне коры головного мозга.
Каждый из волонтеров прошел через следующую процедуру непосредственно перед операцией.
Харви-Джампер устанавливал цепь миниатюрных электродов на поверхность речевой зоны коры мозга, после чего пациенту показывали картинку и спрашивали, что он видит на ней. Показания датчиков затем сравнили с показаниями здоровых участков мозга тех же пациентов. Оказалось, что инфильтрованная раком речевая зона для ответа на вопрос задействовала гораздо более широкие нейронные сети, выходя за свои собственные границы.
Харви-Джампер считает, что мощность механизма обработки информации затронутого опухолью участка мозга значительно снижается. Он сравнивает эти процессы с выступлением оркестра, в котором все музыканты играют синхронно, что, собственно, и делает музыку музыкой.
«Если у вас утрачены виолончели или деревянные духовые, остальные оркестранты не смогут исполнить музыкальное произведение так же, как если бы они выступали полным оркестром», – говорит он. Клетки мозга, захваченные опухолью, так сильно повреждены, что нейроны более дальних участков рекрутированы на выполнение тех задач, с которыми раньше справлялась меньшая область коры.
Результаты исследования показывают, что именно это взаимодействие приводит к снижению когнитивных способностей пациента с раком мозга, а вовсе не воспалительный процесс или давление растущей опухоли на остальные участки, как в науке считалось до сих пор.
«Рак мозга не просто находится там. Он регулируется нервной системой. Он ведет разговоры с окружающими его клетками и активно интегрируется в нейронные контуры, изменяя их поведение», – говорит нейрохирург.
Открываются новые перспективы лечения
Можно ли повлиять на избыточную активность мозга, которая возникает благодаря опухоли и, в свою очередь, способствует ее росту?
В поисках такого решения ученые обратились к габапентину. Этот препарат знаком многим: его прописывают при эпилепсии, а также при разных видах нейропатической боли, чтобы разомкнуть цепочку между периферическими нервами и мозгом, блокируя соответствующие рецепторы нейронов, и таким образом нарушить прохождение болевого сигнала.
При эпилепсии габапентин контролирует судорожную активность мозга, снижая его электрическую активность.
Ученые вживили мышам клетки человеческой глиобластомы, а затем пролечили их габапентином. Оказалось, что препарат остановил рост опухоли. Можно предположить, что это произошло благодаря тому, что «общение» глиобластомы и мозга было остановлено.
По-видимому, габапентин – перспективная терапия рака мозга. Это очень хорошая новость, потому что лекарство, помимо своей широкой распространенности, еще и дешево, а также обладает вполне допустимым профилем безопасности, когда речь идет о жизни и смерти пациента.
Еще одна хорошая новость заключается в том, что результаты исследования, весьма вероятно, применимы к другим нейронным ракам, например к раку позвоночника.
Харви-Джампер считает, что новое знание, обретенное его командой в процессе исследования, революционизирует подход к лечению рака. Позитивная петля обратной связи при глиобластоме – это та мишень, которую должен поразить препарат или терапевтическая процедура, и не исключено, что габапентин – не единственная терапия, способная это сделать.
«Никогда раньше мы не думали о раке в таком ключе, – говорит руководитель исследования, – идея о том, что раковые клетки и мозг находятся в диалоге, представляет собой настоящий сдвиг парадигмы».
Источники:
Common Seizure Drug Blocks Deadly Brain Cancer Growth
Коллажи Дмитрия Петрова
