Учёные из США создали трёхрежимный ультразвуковой метод, который позволяет одновременно наблюдать за ростом глиобластомы, перестройкой сосудов и активностью мозга у бодрствующих мышей.
Этот метод демонстрирует, как смертельная опухоль создаёт своё «гнездо» в мозге и может помочь в разработке способов её уничтожения.
Глиобластома изменяет окружающую среду под свои потребности: раздвигает ткани, реконструирует кровеносные сосуды и нарушает функции организма.
Учёные разработали новый ультразвуковой метод, чтобы наблюдать за этим процессом.
«Способность нашей платформы фиксировать все три аспекта прогрессирования опухоли у бодрствующих животных представляет собой важный шаг вперёд в изучении нейроонкологических процессов с пространственно-временной точностью и разработке улучшенных методов лечения», — поясняет инженер-химик Михаил Шапиро.
Глиомы — это злокачественные новообразования из глиальных клеток или их предшественников в головном или спинном мозге. Глиобластома — наихудшая форма глиомы, при которой 5-летняя выживаемость составляет всего 5–7 процентов.
Исследователи объединили три метода в один ультразвуковой, чтобы наблюдать за развитием глиобластомы лучше, чем раньше. Они выделили глиобластому на ультразвуковых изображениях на фоне окружающих тканей с помощью биоинженерной разработки.
Некоторые бактерии естественным образом вырабатывают газовые везикулы, и исследователи вырастили клетки глиобластомы человека, внедрив в них бактериальные гены, отвечающие за образование этих пузырьков. Затем клетки поместили в гидрогелевый фантом — среду, напоминающую ткань, — чтобы проверить, помогают ли пузырьки выделить материал глиобластомы на ультразвуковых изображениях.
Задача была выполнена.
Затем исследователи имплантировали сконструированные клетки глиобластомы человека в левый таламус трёх мышей.
В течение 11 дней команда неоднократно использовала тримодальную ультразвуковую диагностику, чтобы наблюдать за тем, как приживаются и растут опухоли.
Мышам делали ультразвуковое сканирование, когда они бодрствовали и могли свободно передвигаться по мягкой платформе, при этом головы фиксировали в одном положении.
По мере роста и распространения опухоли исследователи наблюдали, как она смещает расположенное рядом латеральное коленчатое тело, обрабатывающее зрительную информацию. Опухоль изменила расположение кровеносных сосудов.
В то время как объём крови в окружающих тканях то увеличивался, то уменьшался, опухоль сохраняла собственный ритм, не связанный с тем, что происходило вокруг. Однако пока невозможно точно сказать, что именно она делала и почему.