Онкотрипсия — новый метод для неинвазивного лечения рака

Команда исследователей Caltech предлагает радикально новый метод уничтожения раковых клеток с помощью ультразвуковых волн низкой интенсивности. Предварительные исследования все еще находятся на ранней стадии, но исследования in vitro показали, что звуковые волны, пульсирующие с определенной частотой, могут эффективно разрушать раковые клетки, оставляя здоровые клетки нетронутыми.

Несколько недавних прорывных исследований выявили новые способы использования ультразвуковых волн для неинвазивного лечения рака.

Наиболее продвинутый метод известен как сфокусированный ультразвук высокой интенсивности (HIFU). Этот метод направлен на уничтожение раковых клеток с помощью сфокусированных и мощных звуковых волн, нагревающих и разрушающих пораженные ткани.

Задача клинического развертывания HIFU состоит в том, чтобы найти способы лучше сфокусировать эти разрушающие волны, поскольку они могут очень легко разрушить и здоровые ткани. Внушительный прогресс в прошлом году продемонстрировал новый способ использования этой технологии для борьбы с раком простаты, однако проблема побочного повреждения здоровой ткани все еще остается.

Идея о том, что воздействием на организм определенных звуковых частот можно излечить болезни, веками будоражила умы исследователей. Бесчисленные псевдонаучные утверждения предполагают открытие магической частоты, которая могла бы излечить людей от всех их болезней, однако, почти все эти альтернативные идеи не были подкреплены строгой наукой.

В 2016 году Майкл Ортиз, исследователь из Caltech, опубликовал интригующую статью в журнале «Механика и физика твердого тела». Ортиз и его соавтор Стефани Хейден сказали, что разработали математическую модель, показывающую четкий разрыв между резонансными скоростями роста здоровых и раковых клеток.

Эти результаты означали, что в теории очень специфически настроенная звуковая волна могла заставить вибрировать мембрану раковой клетки до точки разрыва. Из-за этого естественного частотного разрыва между здоровыми и злокачественными клетками, метод должен оставлять здоровые клетки в целости и сохранности при неинвазивном уничтожении раковых клеток.

Сочетая греческие слова для обозначения опухоли (онкозаболевания) и разрушения (трипсии), раннее исследование назвало процесс онкотрипсией. Конечно, в то время эта идея все еще была гипотетической, но она привлекла ряд ученых-единомышленников, стремящихся проверить реальные последствия этого процесса.

Ученые начали лабораторные эксперименты, проверяя различные частоты ультразвука, характер импульсов и длительности на раковых клетках человека. В новом исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Letters, исследовательская группа описывает возвращение на определенную частоту и длительность ультразвука, что приводит к разрушению наружной мембраны раковой клетки, оставляя здоровые клетки в покое.

«Наши результаты демонстрируют, что специфические параметры низкоинтенсивного импульсного ультразвука (LIPUS) могут вызывать селективное циторазрушение раковых клеток», — заключают ученые.

«В модели in vitro LIPUS, примененный на частоте 0,5 МГц с частотой импульса 20 мс (длительность импульса), имел наибольший терапевтический запас в разрушении разнообразных панцирей раковых клеток, оставляя клетки крови и иммунные клетки в основном нетронутыми»

Интересно, что исследование показывает, что, хотя акустическая частота, указанная как эффективная, не отличается от частоты, обычно используемой в диагностических ультразвуковых исследованиях, разрушения раковых клеток были обнаружены только тогда, когда длительность импульса превысила 10 миллисекунд. В исследовании отмечается, что большинство диагностических ультразвуковых методов используют гораздо более короткую длительность импульса — около 10 микросекунд.

Важно подчеркнуть, что это исследование все еще находится на самых ранних стадиях. Этот метод был протестирован только на клеточных культурах, поэтому его необходимо проверить на солидных опухолях, а затем на животных, прежде чем будут проведены испытания на людях.

Новое исследование было опубликовано в журнале Applied Physics Letters.