Ultrasoon apparaat opent bloed-hersenbarrière om glioblastoom te behandelen
De eerste in-humane proef met behulp van een nieuw echografie-apparaat om tijdelijk de bloed-hersenbarrière te openen om chemotherapie toe te dienen, onthult dat de procedure leidde tot een toename van de medicijnconcentraties in het menselijk brein. Lage intensiteit gepulseerde echografie met gelijktijdige toediening van intraveneuze microbubbels (LIPU-MB) heeft aangetoond dat het de bloed-hersenbarrière opent. De nieuwe studie probeerde te beoordelen of LIPU-MB de afgifte van albumine-gebonden paclitaxel aan de peritumourale hersenen van patiënten met recidiverende glioblastoom kon verbeteren.
Dit onderzoek is gepubliceerd in The Lancet Oncology
Er is momenteel geen effectieve behandeling voor glioblastoom. Een van de belangrijkste belemmeringen voor de behandeling van de dodelijke hersenkanker is dat de krachtigste chemotherapie de bloed-hersenbarrière niet kan doordringen. Bevindingen van een nieuwe studie suggereren dat een nieuw, schedelimplanteerbaar echografieapparaat de bloed-hersenbarrière opent en herhaaldelijk grote, kritieke gebieden van het menselijk brein doordringt om chemotherapie toe te dienen die intraveneus werd geïnjecteerd.
De vier minuten durende procedure om de bloed-hersenbarrière te openen wordt uitgevoerd met de patiënt wakker en patiënten kunnen na een paar uur naar huis. LIPU-MB met intraveneuze albumine-gebonden paclitaxel-infusie werd om de drie weken gedurende maximaal zes cycli uitgevoerd. Zes dosisniveaus van albumine-gebonden paclitaxel werden geëvalueerd. De resultaten tonen aan dat de behandeling veilig is en goed wordt verdragen, waarbij sommige patiënten tot zes behandelingscycli krijgen.
Dit is de eerste studie die met succes het effect kwantificeert van op echografie gebaseerde bloed-hersenbarrièreopening op de concentraties van chemotherapie in het menselijk brein. Het openen van de bloed-hersenbarrière leidde tot een ongeveer vier- tot zesvoudige toename van medicijnconcentraties in het menselijk brein, toonden de resultaten aan.
Bovendien is dit de eerste studie die beschrijft hoe snel de bloed-hersenbarrière sluit na ultrasoonapparaat. Het grootste deel van het herstel van de bloed-hersenbarrière gebeurt in de eerste 30 tot 60 minuten na ultrasoonapparaat, ontdekten de wetenschappers. De bevindingen zullen optimalisatie van de volgorde van medicijnafgifte en echografie-activering mogelijk maken om de penetratie van het medicijn in het menselijk brein te maximaliseren, aldus de auteurs.
De wetenschappers ontdekten dat het gebruik van echografie en microbubbel-gebaseerde opening van de bloed-hersenbarrière van voorbijgaande aard is, en het grootste deel van de integriteit van de bloed-hersenbarrière wordt binnen een uur na deze procedure bij mensen hersteld.
“Er is een kritisch tijdvenster na sonificatie wanneer de hersenen doorlaatbaar zijn voor geneesmiddelen die in de bloedbaan circuleren,” zei Adam Sonabend, MD, universitair hoofddocent neurologische chirurgie aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine.
Eerdere menselijke studies toonden aan dat de bloed-hersenbarrière 24 uur na hersensonificatie volledig is hersteld, en op basis van enkele dierstudies ging het veld ervan uit dat de bloed-hersenbarrière de eerste zes uur of zo open is. De huidige studie toont aan dat dit tijdvenster korter kan zijn.
In een andere primeur meldt de studie dat het gebruik van een nieuw schedelimplanteerbaar raster van negen ultrasone stralers ontworpen door het Franse biotechbedrijf Carthera de bloed-hersenbarrière opent in een hersenvolume dat negen keer groter is dan het oorspronkelijke apparaat (een klein implantaat met één ultrasone emitter). Om effectief te zijn, vereist deze aanpak dekking van een groot deel van de hersenen grenzend aan de holte die in de hersenen achterblijft na verwijdering van glioblastoomtumoren.
De bevindingen van de studie vormen de basis voor een lopende fase II klinische studie die de wetenschappers uitvoeren voor patiënten met recidiverende glioblastoom. Het doel van de studie – waarbij deelnemers een combinatie van paclitaxel en carboplatine in hun hersenen krijgen toegediend met de echografietechniek – is om te onderzoeken of deze behandeling de overleving van deze patiënten verlengt.
“Hoewel we ons hebben gericht op hersenkanker (waarvoor er ongeveer 30.000 gliomen in de Verenigde Staten zijn), opent dit de deur om nieuwe op geneesmiddelen gebaseerde behandelingen te onderzoeken voor miljoenen patiënten die lijden aan verschillende hersenziekten,” zei Sonabend.