Ultradźwięki mogą selektywnie niszczyć komórki raka nie uszkadzając zdrowych tkanek

Rys. David Mittelstein

Ultradźwięki już od jakiegoś czasu są wykorzystywane do niszczenia tkanek nowotworowych. Skoncentrowana wiązka fal ultradźwiękowych może być z milimetrową precyzją zogniskowana nawet w głęboko położonych tkankach i wykorzystana do nieinwazyjnego leczenia nowotworów metodą ablacji termicznej. W metodzie tej wiązka skoncentrowanych ultradźwięków prowadzi do miejscowego wzrostu temperatury tkanki doprowadzając do zniszczenia tkanki nowotworowej, ale niszczy również zdrowe tkanki znajdujące się w obszarze działania ultradźwięków.

Istnieje kilka metod mających na celu zwiększenie specyficzności oddziaływania ultradźwięków na tkankę. Molekularnie ukierunkowane środki kontrastowe, takie jak na przykład mikropęcherzyki zawierające nanocząsteczki metali lokalnie wzmacniają działanie ultradźwięków, ale problemem jest ich dostarczenie do tkanki guza spowodowane słabym wynaczynieniem (przenikaniem środków kontrastowych z naczyń krwionośnych do tkanki).

Naukowcy z California Institute of Technology i City of Hope Beckman Research Institute przebadali metodę LIPUS (ang. low intensity pulsed ultrasound) wykorzystującą ultradźwięki o niskiej intensywności, które dzięki specyficznym właściwościom fizycznym i strukturalnym komórek nowotworowych prowadzą do ich zniszczenia. LIPUS jest bardziej selektywną, bezpieczniejszą opcją terapeutyczną niż obecnie stosowane metody wykorzystujące ultradźwięki. Dzięki zmniejszeniu intensywności i starannemu dostrojeniu częstotliwości do komórek docelowych badacze byli w stanie niszczyć komórki kilku różnych rodzajów raka bez szkody dla zdrowych komórek krwi.

„Ten projekt pokazuje, że ultradźwięki mogą być stosowane do niszczenia komórek raka w oparciu o ich właściwości mechaniczne (fizyczne)” - powiedział David Mittelstein, główny autor publikacji. „Jest to ważny dowód potwierdzający koncepcję nowego rodzaju terapii przeciwnowotworowej, która nie wymaga ani zidentyfikowania unikalnych markerów molekularnych ani rozgraniczenia tkanki nowotworowej od tkanki zdrowej do przeprowadzenia leczenia.”

Metoda wykorzystuje ustalenia po raz pierwszy dokonane przez Caltech Laboratory, że ultradźwięki o niskiej intensywności, przy określonych częstotliwościach, powodują uszkodzenia szkieletu komórek nowotworowych, pozostawiając pobliskie zdrowe komórki nietknięte.

„Zmieniając i dostosowując częstotliwość ultradźwięków, zauważyliśmy dramatyczną różnicę w reakcjach komórek raka i komórek zdrowych” - powiedział Mittelstein. „Jest jeszcze wiele kwestii wymagających szczegółowych badań, ale nasze ustalenia są bardzo zachęcające”.

Badacze mają nadzieję, że pewnego dnia metoda LIPUS leczenia nowotworów za pomocą ultradźwięków będzie stosowana na szeroką skalę obok chemioterapii, immunoterapii, radioterapii czy leczenia chirurgicznego.