为什么我们需要可引导的针头作为癌症治疗的最终解决方案
在一个名为EDEN2020的地平线2020项目中,研究人员已经证明了他们5年前开始做的事情:在将药物注入大脑时,针的插入方向起着至关重要的作用。
这项工作在同类工作中尚属首次。这个假设以前只是通过计算机模拟记录下来的,实验证据仍然缺失。直到EDEN2020,现在才有实验证据支持使用可引导针给药。EDEN2020协调人、哈姆林中心联合主任、伦敦帝国理工学院的费迪南多·罗德里格斯·巴埃纳教授在谈到这项开创性的工作时表示:“我们花了很长时间才弄清大脑内部复杂的管道结构,但我们现在终于可以证实这一点组织渗透性确实是有方向性的,因此优化针尖输送可以影响和改善药物注射。”
多形性胶质母细胞瘤(GBM)是最具侵略性和最常诊断的脑癌形式之一,在全球范围内已导致25万人死亡,治疗极具挑战性。在大脑这样拥有860亿个神经元和100万亿个连接的区域中,定位、移除或缩小肿瘤一直是最艰巨的挑战之一。目前的常规治疗方法只能提供治疗药物杀死恶性组织,而不影响健康组织。对液体如何在大脑内运输和移动的有限了解加剧了这一问题。
EDEN2020团队一直致力于通过开发先进的手术技术来解决这些限制,例如用于对流增强输送(CED)系统的可引导针,这是一种创新技术,在针尖产生压力差,直接通过组织输送治疗药物(Mehta et al. 2017)。
伦敦帝国理工学院的阿萨德·贾马尔博士领导了这些实验,他说:“这项具有里程碑意义的工作将改变科学界对中枢神经系统(CNS)靶向药物注射的看法,这种看法通常被认为是在各个方向均匀分布的。”
帝国理工学院的Daniele Dini教授领导了更广泛的团队调查,涉及组织微观结构和CED有效性之间的联系,并监督了这项工作,谈到实验对大脑中定向流体流动(也称为局部水力渗透性)的意义,他说:“这不仅提供了一条发展我们对目标的理解的途径药物输送以及药物在中枢神经系统组织中的分布,也是对大脑建模感兴趣的科学家的一组有价值的信息,并强调了在实验时在微观尺度上探索这种现象的必要性。”
这项工作进一步强调了开发手术技术的必要性,该技术不仅要克服已知的药物分布限制,例如血脑屏障(BBB)的存在,而且还要能够引导注射药物药物沿着特定的方向。领导Università di Milano临床团队的洛伦佐·贝罗教授认为,这些结论性数据将进一步影响医学领域。“这些发现支持了临床数据报告的肿瘤细胞扩散普遍发生在白质束;研究肿瘤如何改变大脑因此,连通性对于定位输注药物的分布,靶向肿瘤体积和浸润区域,增强抗肿瘤活性有关。现有的技术无法做到这一点,而曲线导管的使用可能是关键的技术辅助,能够完美地实现这一目标。”
更多信息:Asad Jamal等,脑白质灌注机制及其对微观结构的依赖:水力渗透性的实验研究,IEEE生物医学工程汇刊(2020)。DOI: 10.1109 / TBME.2020.3024117