I ricercatori utilizzano gli ultrasuoni per somministrare la chemioterapia al cervello

5 maggio 2023 di Sean Whooley

[Screenshot dal video fornito da Northwestern Medicine]

Il dispositivo ha aperto la barriera emato-encefalica per permeare ripetutamente regioni ampie e critiche del cervello umano. Ciò ha consentito la somministrazione di chemioterapia iniettata per via endovenosa.

Con il paziente sveglio, una procedura di quattro minuti apre la barriera emato-encefalica e i pazienti tornano a casa dopo poche ore. I risultati dello studio Northwestern hanno dimostrato un trattamento sicuro e ben tollerato. Alcuni pazienti arrivavano addirittura fino a sei cicli di trattamento chemioterapico.

L'articolo è stato pubblicato il 2 maggio su The Lancet Oncology.

I ricercatori affermano che questo rappresenta 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. L’apertura della barriera ematoencefalica ha portato ad un aumento di circa 4-6 volte delle concentrazioni di farmaci nel cervello umano. Gli scienziati hanno osservato questo aumento sia con il paclitaxel che con il carboplatino. Questi farmaci normalmente non vengono utilizzati per trattare questi pazienti perché in circostanze normali non attraversano la barriera ematoencefalica.

Studi precedenti hanno iniettato paclitaxel direttamente nel cervello con promettenti segni di efficacia. Tuttavia, i ricercatori hanno associato l’iniezione diretta a tossicità, come irritazione cerebrale e meningite.

L'attuale chemioterapia utilizzata per il glioblastoma, la temozolomide, attraversa la barriera emato-encefalica, dicono i ricercatori. Tuttavia, è un farmaco debole, secondo il ricercatore capo Dr. Adam Sonabend.

"Questo è potenzialmente un enorme progresso per i pazienti affetti da glioblastoma", ha affermato Sonabend, professore associato di chirurgia neurologica presso la Feinberg School of Medicine della Northwestern University e neurochirurgo della Northwestern Medicine.

Secondo il team, è anche il primo studio a descrivere la velocità con cui la barriera ematoencefalica si chiude dopo la sonicazione. La maggior parte del restauro avviene nei primi 30-60 minuti dopo la sonicazione. Ciò potrebbe consentire l’ottimizzazione della sequenza di somministrazione del farmaco e di attivazione degli ultrasuoni, massimizzando la penetrazione del farmaco nel cervello umano.

I ricercatori affermano che l’uso degli ultrasuoni e delle microbolle per aprire la barriera ematoencefalica è transitorio. Negli esseri umani, la maggior parte dell’integrità della barriera ematoencefalica viene ripristinata entro un’ora dalla procedura. Studi precedenti hanno mostrato il ripristino 24 ore dopo la sonificazione del cervello.

"C'è una finestra temporale critica dopo la sonificazione in cui il cervello è permeabile ai farmaci che circolano nel flusso sanguigno", ha detto Sonabend.

I ricercatori intendono utilizzare questi risultati come base per uno studio clinico di fase 2 in corso che valuta i pazienti con glioblastoma ricorrente. Mirano a indagare se una combinazione di paclitaxel e carboplatino, somministrata attraverso la loro tecnica, prolunga la sopravvivenza.

Nello studio di fase 1, i pazienti sono stati sottoposti a intervento chirurgico per la resezione del tumore e l’impianto del dispositivo a ultrasuoni. Hanno iniziato il trattamento entro poche settimane dall’impianto.

Gli scienziati hanno aumentato la dose di paclitaxel somministrata ogni tre settimane durante l'apertura della barriera ematoencefalica. Gli studi hanno inoltre valutato un sottogruppo di pazienti per studiare l’effetto del dispositivo a ultrasuoni sulle concentrazioni del farmaco. Utilizzando la fluoresceina e la risonanza magnetica ottenuta dopo la terapia ad ultrasuoni, i ricercatori hanno visualizzato e mappato la barriera emato-encefalica.

"Mentre ci siamo concentrati sul cancro al cervello (per il quale ci sono circa 30.000 gliomi negli Stati Uniti), questo apre la porta alla ricerca di nuovi trattamenti farmacologici per milioni di pazienti che soffrono di varie malattie del cervello", ha detto Sonabend.