În multe tipuri de cancer, o provocare majoră rămâne faptul că tratamentele ajung greu în profunzimea tumorilor, din cauza structurii dense a acestora. Cercetătorii caută metode care să facă ţesutul tumoral mai uşor de „străbătut” de medicamente, fără a creşte riscul de afectare a ţesuturilor sănătoase.
Cancerul este una dintre principalele cauze de deces în Statele Unite, după bolile cardiovasculare. O echipă de la University of Colorado Boulder (CU Boulder) propune o metodă care foloseşte unde sonore pentru a reduce rigiditatea tumorilor şi a face mai eficientă livrarea medicamentelor.
Potrivit autorilor, chimioterapia poate trata numeroase tipuri de cancer, însă nu este întotdeauna eficace, şi din cauza faptului că ţesutul tumoral poate fi atât de dens încât medicamentele pătrund greu către straturile interne de celule; în plus, chimioterapia poate afecta şi celulele sănătoase, cu efecte adverse neplăcute.
Într-un studiu publicat în revista ACS Applied Nano Materials, echipa de la CU Boulder, a combinat ultrasunete de înaltă frecvenţă cu particule microscopice care răspund la sunet, pentru a reduce conţinutul proteic al tumorilor.
Reducerea rigidităţii tumorilor prin această metodă ar putea creşte şansele ca chimioterapia să fie eficientă, deoarece ar putea facilita pătrunderea medicamentelor în ţesutul tumoral şi ajungerea lor la celulele-ţintă, a explicat autorul senior Andrew Goodwin, conferenţiar universitar în cadrul Department of Chemical and Biological Engineering de la CU Boulder.
Ultrasunetele sunt folosite şi ca metodă de tratament oncologic prin degradarea ţesutului tumoral, însă, la fel ca în cazul chimioterapiei, undele sonore pot produce leziuni organismului; cercetătorii susţin că noile particule dezvoltate ar putea permite tratarea tumorilor cu unde sonore mai puţin intense, ceea ce ar putea face procedura mai sigură pentru pacienţi.
Specialiştii arată că una dintre principalele limitări ale multor tratamente este administrarea unor doze terapeutice suficiente pentru a viza tumora fără a afecta ţesuturile sănătoase şi îşi exprimă speranţa că aceste particule ar putea lărgi aria de aplicare şi ar putea spori eficienţa mai multor terapii.
Echipa explică faptul că sunetul produce unde fizice care se propagă prin aer, lichide şi solide, iar ultrasunetele utilizate în imagistică (precum cele pentru monitorizarea sarcinii) trimit unde sonore în corp, ecourile fiind transformate în imagini şi secvenţe video.
În anumite cazuri, ultrasunetele sunt folosite şi ca metodă terapeutică, deoarece pot distruge celule şi ţesut tumoral. Totuşi, dacă intensitatea este mare, pot leza şi ţesutul sănătos şi pot afecta vasele de sânge, iar autorii menţionează că pot creşte şi riscul de răspândire a bolii (metastazare) în alte zone ale corpului.
Pentru a aborda această problemă, echipa de la CU Boulder a dezvoltat particule microscopice care vibrează şi pulsează ca răspuns la undele sonore; ultrasunetele de înaltă frecvenţă le fac să vibreze atât de rapid încât vaporizează apa din jur, formând bule foarte mici, printr-un proces numit cavitaţie.
Particulele au aproximativ 100 nanometri, sunt realizate din dioxid de siliciu şi sunt acoperite cu un strat de molecule grase.
În studiu, cercetătorii au introdus particulele în culturi tumorale 2D şi 3D şi au aplicat ultrasunete; particulele au modificat structura ambelor tipuri de culturi, dar în moduri uşor diferite.
În culturile 2D, alcătuite dintr-un singur strat de celule crescut pe un suport de plastic, particulele au dus la distrugerea ţesutului tumoral. În schimb, în culturile 3D, considerate mai apropiate de condiţiile din organism, acestea au diminuat nivelurile unor proteine din jurul celulelor tumorale, reducând rigiditatea ţesutului tumoral.
Faptul că celulele din cultura 3D nu s-au degradat este, potrivit cercetătorilor, un semn favorabil şi sugerează că intervenţia a redus rigiditatea ţesutului tumoral fără a-l distruge, ceea ce ar putea însemna un risc mai mic de afectare a ţesutului sănătos.
Echipa de cercetători consideră că o astfel de abordare ar putea funcţiona pentru cancere precum cel de prostată, vezică urinară, ovarian, de sân, dar şi altele în care tumorile sunt localizate într-o zonă specifică, în timp ce cancerele care afectează sângele şi oasele pot fi mai răspândite şi mai dificil de tratat cu această metodă.
În prezent, echipa testează particule similare, activate de ultrasunete, în tratamentul tumorilor la şoareci şi îşi propune ca, pe termen mai lung, acestea să poată fi administrate şi la oameni. Cercetătorii iau în calcul o strategie în care particulele ar fi ataşate de anticorpi (proteine ale sistemului imunitar care se leagă de bacterii, virusuri şi alţi agenţi invadatori) şi apoi introduse în sânge, astfel încât să poată ajunge la tumori; odată ajunse la ţintă, ar putea fi aplicate ultrasunete pentru a evalua efectul terapiei.
Autorii spun că va mai dura pânăp când metoda va fi pregătită pentru utilizare la oameni. Totuşi, ei consideră că are potenţial şi arată că ultrasunetele focalizate au evoluat mult în ultimii zece ani, ceea ce aduce speranţă că, în viitor, particulele dezvoltate în laborator să poată fi folosite împreună cu echipamentele medicale de ultrasunete deja existente, atât pentru imagistică, cât şi pentru tratament.
