Glioblastoma-Immagine Credit Public Domain-
Una nuova tecnica a ultrasuoni che utilizza microbolle apre temporaneamente la barriera emato-encefalica per trattare il glioblastoma negli esseri umani.
Una delle maggiori sfide nel trattamento del glioblastoma, un tumore cerebrale mortale, è che i farmaci chemioterapici più efficaci non possono penetrare la barriera emato-encefalica per raggiungere il tumore cerebrale in rapida crescita.
I ricercatori della Northwestern Medicine hanno recentemente riportato i risultati del primo studio clinico umano in cui hanno utilizzato un nuovo dispositivo ad ultrasuoni impiantabile nel cranio. Questo dispositivo apre la barriera emato-encefalica, consentendo la permeazione ripetuta di ampie aree del cervello, consentendo così la somministrazione di chemioterapia iniettata per via endovenosa.
La procedura, che impiega quattro minuti per aprire la barriera emato-encefalica, viene eseguita con il paziente sveglio e i pazienti tornano a casa dopo poche ore. I risultati mostrano che il trattamento è sicuro e ben tollerato, con alcuni pazienti che ricevono fino a sei cicli di trattamento.
Questo è il primo studio a quantificare con successo l’effetto dell’apertura della barriera emato-encefalica basata sugli ultrasuoni, sulle concentrazioni di chemioterapia nel cervello umano. I risultati dello studio hanno mostrato che l‘apertura della barriera emato-encefalica ha portato a un aumento di circa quattro o sei volte delle concentrazioni di farmaco nel cervello umano.
Gli scienziati hanno osservato questo aumento con due diversi potenti farmaci chemioterapici, Paclitaxel e Carboplatino. I farmaci non vengono utilizzati per trattare questi pazienti perché in circostanze normali non attraversano la barriera emato-encefalica.
Questo video mostra l’apertura dinamica della barriera emato-encefalica durante l’intervento. Dopo la sonicazione cerebrale e la somministrazione di microbolle per via endovenosa, gli scienziati hanno iniettato fluoresceina per via endovenosa, poiché questo colorante normalmente non penetra nel cervello. Prima hanno osservato la fluoresceina nelle arterie, poi l’intero cervello era fluorescente, poiché questo colorante era nei capillari, seguito dai vasi cerebrali. Alla fine, dopo pochi minuti, hanno osservato l’accumulo di questo colorante nelle regioni del cervello che sono state sonicate dove è stata aperta la barriera emato-encefalica. Credito: The Lancet Oncologia-
Inoltre, questo è il primo studio a descrivere la velocità con cui la barriera emato-encefalica si chiude dopo la sonicazione. La maggior parte del ripristino della barriera emato-encefalica avviene nei primi 30-60 minuti dopo la sonicazione. “I risultati di questo studio consentiranno di ottimizzare la sequenza di somministrazione del farmaco e l’attivazione degli ultrasuoni per massimizzare la penetrazione del farmaco nel cervello umano”, hanno affermato gli autori.
“Questo è potenzialmente un enorme progresso per i pazienti con glioblastoma”, ha affermato il ricercatore capo Dr. Adam Sonabend, Professore associato di chirurgia neurologica presso la Northwestern University Feinberg School of Medicine e neurochirurgo della Northwestern Medicine.
“La Temozolomide, l’attuale chemioterapia utilizzata per il glioblastoma, attraversa la barriera emato-encefalica, ma è un farmaco debole“, ha detto Sonabend.
Il documento è stato recentemente pubblicato sulla rivista The Lancet Oncology.
La barriera emato-encefalica è una struttura microscopica che protegge il cervello dalla stragrande maggioranza dei farmaci circolanti. Di conseguenza, il repertorio di farmaci che possono essere utilizzati per trattare le malattie del cervello è molto limitato. I pazienti con cancro al cervello non possono essere trattati con la maggior parte dei farmaci altrimenti efficaci per il cancro in altre parti del corpo, poiché questi non attraversano la barriera emato-encefalica. Il riutilizzo efficace dei farmaci per il trattamento della patologia cerebrale e del cancro richiede la loro somministrazione al cervello.
“In passato, studi che hanno iniettato il Paclitaxel direttamente nel cervello di pazienti con questi tumori hanno osservato promettenti segni di efficacia, ma l’iniezione diretta è stata associata a tossicità come irritazione cerebrale e meningite”, ha affermato Sonabend.
La barriera emato-encefalica si richiude dopo un’ora
Gli scienziati hanno scoperto che l‘uso degli ultrasuoni e dell’apertura della barriera emato-encefalica basata su microbolle è transitorio e che la maggior parte dell’integrità della barriera emato-encefalica viene ripristinata entro un’ora dopo questa procedura negli esseri umani.
“C’è una finestra temporale critica dopo la sonificazione quando il cervello è permeabile ai farmaci che circolano nel flusso sanguigno“, ha detto Sonabend.
Precedenti studi sull’uomo hanno dimostrato che la barriera emato-encefalica è completamente ripristinata 24 ore dopo la sonicazione cerebrale e, sulla base di alcuni studi sugli animali, il campo ha ipotizzato che la barriera emato-encefalica sia aperta per le prime sei ore circa. Lo studio Northwestern mostra che questa finestra temporale potrebbe essere più breve.
Studio clinico per pazienti con glioblastoma ricorrente
I risultati dello studio sono la base per uno studio clinico di fase 2 in corso che gli scienziati stanno conducendo per i pazienti con glioblastoma ricorrente. L’obiettivo dello studio – in cui i partecipanti ricevono una combinazione di Paclitaxel e Carboplatino nel loro cervello con la tecnica degli ultrasuoni – è indagare se questo trattamento prolunga la sopravvivenza di questi pazienti. Una combinazione di questi due farmaci viene utilizzata in altri tumori, che è la base per combinarli nello studio di fase 2.
Vedi anche:Glioblastoma: piattaforma ChemoID aumenta la sopravvivenza
Nello studio clinico di fase 1 riportato in questo documento, i pazienti sono stati sottoposti a intervento chirurgico per la resezione dei loro tumori e l’impianto del dispositivo ad ultrasuoni. Hanno iniziato il trattamento poche settimane dopo l’impianto.
Gli scienziati hanno aumentato la dose di Paclitaxel somministrata ogni tre settimane con l’apertura della barriera emato-encefalica a base di ultrasuoni. In sottogruppi di pazienti, sono stati condotti studi durante l’intervento chirurgico per studiare l’effetto di questo dispositivo a ultrasuoni sulle concentrazioni di farmaci. La barriera emato-encefalica è stata visualizzata e mappata in sala operatoria utilizzando un dado fluorescente chiamato fluoresceina e mediante risonanza magnetica ottenuta dopo la terapia ad ultrasuoni.
“Mentre ci siamo concentrati sul cancro al cervello (ci sono circa 30.000 gliomi negli Stati Uniti), questo studio apre la porta a nuovi trattamenti a base di farmaci per milioni di pazienti che soffrono di varie malattie del cervello“, ha detto Sonabend.
Fonte: The Lancet Oncology
