Kategorije
Broj 18 Razumjeti znanost

Ultrazvuk, magnetsko polje i tumori mozga – fikcija ili potencijalna stvarnost?

🕒 6 min

Vjerujem da sa sigurnošću mogu reći da smo se svi mi koji smo u nekom trenu života bili prilijepljeni uz Uvod u anatomiju (ili možda još uvijek jesmo), našli zatečenima nekim inovativnim načinima liječenja prikazanim u navedenoj seriji. Jedan od meni najdražih je primjena ultrazvučnih valova za liječenje hipotalamusnog benignog tumora. Nakon te epizode, prokopala sam Internet u nadi da ću pronaći nešto više o toj metodi liječenja koja me oduševila. Je li takvo što zbilja moguće? Može li se zbilja koristiti kao neinvazivna terapija izraslina na mozgu, uključujući i tumora? Je li sigurno? Koristi li se možda već u klinici? Na moje veliko razočaranje, tada o ovoj metodi liječenja nisam pronašla apsolutno ništa. Nisam sigurna jesam li to samo ja nedovoljno široko istražila ili u tom trenu zaista nije postojalo publikacija o tome. Međutim, nedavno sam naletjela na vrlo zanimljiv članak o primjeni magnetskog uređaja koji se montira na glavu te postepeno i polako smanjuje tumor. Budući da me to odmah podsjetilo na spomenutu epizodu Uvoda u anatomiju, dala sam si drugu šansu i ponovno prokopala Internet, no ovoga puta s puno više sreće. Čini se da je puno toga napravljeno na ovu temu tijekom proteklih nekoliko godina.

Usmjereni ultrazvuk

Krenimo od početka – primjena zvučnih valova u Uvodu u anatomiju. Ta je ideja zapravo izvorno nastala na Sveučilištu u Virginiji još u 2018. Tamošnji znanstvenici su istraživali učinak usmjerenih valova na brojna patološka stanja mozga i živčanog sustava i pokazali da je metoda potencijalno primjenjiva kod nekoliko različitih stanja. Dapače, 2016. FDA (Food and Drug Administration) je odobrila uređaj koji stvara usmjerene ultrazvučne valove za liječenje esencijalnog tremora. Esencijalni tremor jedan je od najraširenijih neuroloških poremećaja, no terapijske opcije su poprilično ograničene i djelotvorne samo kod nekolicine pacijenata. Sve do odobrenja ovog uređaja, zadnja nada pacijenata koji nisu reagirali na lijekove bila je operacija mozga, koja dolazi sa određenom dozom rizika i nećkanja. S druge strane, usmjereni ultrazvuk je potpuno neinvazivna metoda koja ne zahtjeva otvaranje lubanje i „kopanje“ po mozgu.

No, kako točno ova metoda usmjerenog ultrazvuka funkcionira? Kao što nam je svima poznato, valovi prenose energiju, a energija se konvertira iz jednog oblika u drugi. U slučaju zvučnih valova, energija se prenosi putem vibracija čestica zraka ili čestica tvari kroz koju zvuk prolazi. Metoda usmjerenog ultrazvuka fokusira, odnosno usmjerava ultrazvučne valove u točno određenu regiju mozga gdje se energija koju oni prenose prevodi u toplinu. Tako stvorena toplina tada ometa moždane valove i komunikaciju između neurona odgovornih za tremor. Budući da trenutno ne postoji efikasan način usmjeravanja tog ultrazvuka isključivo u moždane krugove odgovorne za tremor, javljaju se određeni blagi i uglavnom prolazni simptomi poput utrnulosti i trnaca. Osim tih nuspojava, ultrazvuk je dokazano siguran i široko korišten u medicini kao dijagnostički alat.

Od odobrenja opisanog uređaja do danas, provedeno je nekoliko pretkliničkih i kliničkih studija o utjecaju usmjerenog ultrazvuka na kroničnu neuropatiju glave i lica, tremor u Parkinsonovoj bolesti, različite tumore i, kao u Uvodu u anatomiju, na „hihotajuću epilepsiju“. Kao što je spomenuto na početku, u toj epizodi tim liječnika nastoji pronaći adekvatni plan liječenja za dječakov hipotalamusni benigni tumor, takozvani hipotalamusni hamartom, koristeći najnapredniju tehniku usmjerenog ultrazvuka.

Slučaj iz Uvoda u anatomiju

Benigni hipotalamusni tumor je vrlo rijetka bolest koja zbog svoje rijetkosti i specifičnih simptoma često staje nedijagnosticirana ili čak pogrešno dijagnosticirana. Kao što mu sam naziv kaže, to je bezopasna, odnosno benigna moždana masa koja sama po sebi nije opasna, ne širi se i ne oštećuje okolna moždana tkiva, već uzrokuje neugodne simptome poput ranog puberteta, simptoma epilepsije i nekontrolirane napadaje smijanja i hihotanja. Postoje samo dvije opcije za liječenje – operacija ili laserska ablacija. Obje opcije su invazivne i iziskuju otvaranje lubanje i rezanje moždanog tkiva. U epizodi popularne serije, sam proces primjene usmjerenog ultrazvuka je dočaran prilično točno – koristeći 3 izvora ultrazvučnih valova, formiraju se 3 zasebna ultrazvučna vala koji se usmjeravaju u istu točku u moždanom tkivu, gdje njihova kumulativna energija uzrokuje zagrijavanje moždane mase do te mjere da se ona počinje „otapati“.

Ovdje se prirodno nameće pitanje kako znamo u koju točku u mozgu želimo i moramo usmjeriti ultrazvučne valove? Znanstvenici su ovdje dosjetljivo iskoristili magnetsku rezonancu (MRI, eng. magnetic resonance imaging) kojim u realnom vremenu vide što se točno događa u mozgu i u kojem smjeru je potrebno usmjeriti ultrazvučne valove. Isti princip korišten je i u prethodno opisanoj terapiji esencijalnog tumora.

Iako je ovo liječenje bilo uspješno u seriji, za sada još uvijek ostaje eksperimentalna tehnika u stvarnom životu, no aktualne kliničke studije su obećavajuće.

Primjena magnetskog polja za smanjenje tumora

Nedavno objavljeni rad opisuje primjenu sličnog principa na smanjenje tumorske mase, koristeći uređaj nosiv na glavi koji proizvodi oscilirajuće magnetsko polje. Uređaj je prenosiv, a sastoji se od nekoliko elektromotora velike brzine koji uzrokuju rotaciju snažnih trajnih magneta. Programirani mikrokontroler određuje frekvenciju rotacije elektromotora te njegovim djelovanjem stimulira stvaranje reaktivnih kisikovih vrsta (ROS) u moždanu tkivu i borbu protiv glioblastoma (tumora mozga). Naime, svaka se tumorska stanica sastoji od mitohondrija – posebnog staničnog organela u kojem se odvijaju brojne važne kemijske reakcije. Primjerice, u mitohondriju se odvija proces proizvodnje energije iz glukoze. Tijekom većine takvih kemijskih reakcija, uključujući i ovu u kojoj se proizvodi energija, nastaje određena količina slobodnih radikala i slobodnih, nevezanih elektrona. Rotirajuće magnetsko polje koje stvara uređaj reagira s tim slobodnim elektronima koji nastaju u kemijskim reakcijama na transmembranskim mitohondrijskim proteinima. To uzrokuje porast koncentracije ROS-a u tumorskoj stanici i posljedično staničnu smrt.

Budući da je opisana metoda ispitana samo na jednom pacijentu i opisana samo u jednom prikazu slučaja, neka pitanja još uvijek ostaju neodgovorena. Koliko dugo bi pacijent trebao nositi uređaj na glavi? Koje frekvencije ćemo koristiti i u kojim slučajevima? Koliko puta na dan? Tko nikako ne smije koristiti uređaj? Tim znanstvenika koji stoji iza ove genijalne ideje nastojat će dati odgovore na neka od ovih pitanja u pretkliničkim studijama na mišjim modelima glioblastoma koje trenutno pokreću, a kojima se nadaju da će opisati biofizičke, stanične i molekularne mehanizme na kojima se temelji učinak magnetskog polja, njena efikasnost i sigurnost.

Zaključak

Budući da su tumori mozga i neurološki poremećaji općenito među najgorim bolestima i s najmanje terapijskih opcija, ovakve vijesti i ideje brzo bude nadu. Važno je ne trčati pred rudo i biti realan, no čini se da nam budućnost nosi nekoliko novih terapijskih opcija za ove pacijente, a to ipak zavrjeđuje malu zraku optimizma.

Jeste li naučili nešto novo? Recite nam jeste li vi jednako inspirirani medicinskim napretkom kao mi.

Autor Đesika Kolarić

Đesika je farmaceut s izrazitom ljubavi prema znanosti. Najviše ju zanimaju neurofarmakologija, onkologija i klinička farmacija. U slobodno vrijeme voli duge šetnje u društvu svog psa i dobre pive.

Odgovori

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Ova web-stranica koristi Akismet za zaštitu protiv spama. Saznajte kako se obrađuju podaci komentara.