El ultrasonido focalizado muestra potencial para la administración de fármacos y el tratamiento del glioma
UVA Health ha descubierto que los gliomas pueden ser más receptivos a la administración de fármacos mediante ultrasonido focalizado. La investigación relacionada cubre la terapia con microARN, el ultrasonido focalizado de baja intensidad y las pruebas de fármacos en organoides 3D.
Una nueva investigación de UVA Health muestra que los tumores cerebrales llamados gliomas pueden ser incluso más receptivos a la administración dirigida de fármacos mediante ultrasonido focalizado que el tejido cerebral normal, lo que ayuda a disipar las preocupaciones de que la vasculatura tumoral hiciera ineficaz este enfoque. La técnica utiliza microburbbujas activadas por ondas sonoras para abrir la barrera protectora natural del cerebro — la barrera hematoencefálica — de modo que los fármacos puedan entrar exactamente donde se necesitan.
En el estudio, los investigadores desarrollaron un protocolo de resonancia magnética de alta resolución para rastrear la apertura de la barrera hematoencefálica y el transporte molecular dentro del microambiente tumoral. En lugar de mostrar resistencia debido a la caótica vasculatura tumoral, el tejido del glioma demostró una receptividad igual o superior a la apertura de la barrera hematoencefálica mediada por ultrasonido focalizado en comparación con el tejido cerebral sano. La eficiencia de administración varió directamente según el tamaño de la carga molecular: las moléculas de fármaco de tamaño mediano se acumularon de manera significativamente más eficiente que los compuestos farmacológicos muy pequeños o de gran tamaño, lo que identifica un rango de tamaño terapéutico "Goldilocks". El ultrasonido focalizado es no invasivo y utiliza ondas acústicas de baja frecuencia para abrir de forma transitoria y reversible la barrera hematoencefálica sin requerir incisión quirúrgica ni craneotomía.
Los gliomas son los tumores cerebrales primarios más comunes en adultos, e incluyen los glioblastomas, la forma más letal de cáncer cerebral. Más de 10,000 personas solo en los Estados Unidos mueren por glioblastomas cada año, y estos tumores son casi siempre mortales en un plazo de 5 a 10 años. En un trabajo relacionado en fase inicial del Centro Oncológico Integral de la Universidad de Virginia, los científicos han desarrollado un enfoque experimental que utiliza microARN capaces de suprimir simultáneamente múltiples genes defectuosos responsables de la formación y el crecimiento del glioblastoma. La estrategia combina nanopartículas que penetran el cerebro, ondas de ultrasonido focalizado y microburbbujas para administrar los microARN a través de la barrera hematoencefálica. En modelos animales, los microARN ralentizaron el crecimiento tumoral y prolongaron la supervivencia. Los hallazgos fueron publicados en JCI, la Revista de Investigación Clínica (Journal of Clinical Investigation).
Investigadores del Imperial College London están investigando una variedad de fármacos en combinación con ultrasonido focalizado de baja intensidad en diferentes subtipos de glioma de bajo grado en un modelo preclínico. Los gliomas de bajo grado, clasificados como grado 2, son tumores cerebrales cancerosos que crecen lentamente al principio, pero invariablemente progresan hasta convertirse en tumores de alto grado y rápido crecimiento con el tiempo. El ultrasonido focalizado se utiliza para abrir temporalmente la barrera hematoencefálica, dando a los medicamentos un mejor acceso al tumor.
Por separado, un sistema experimental tridimensional desarrollado por la Universidad de Trento, el Hospital Pediátrico Bambino Gesù y la Universidad de Roma La Sapienza permite estudiar las respuestas a fármacos en el glioma de bajo grado, un tumor del sistema nervioso central que a menudo se presenta en niños. Los investigadores generaron organoides a partir de células madre pluripotentes y los utilizaron para desarrollar el tumor. Los organoides reproducen las características moleculares de los gliomas de bajo grado de una manera ligeramente más fiel que las células en cultivo de una sola capa y son más similares a los tumores de los pacientes. Los resultados fueron publicados en la revista Molecular Cancer.
Los tumores cerebrales abarcan más de 100 tipos de tumores distintos, cada uno con características moleculares y clínicas únicas. El tratamiento estándar para el glioblastoma ha permanecido en gran medida sin cambios durante décadas: la resección quirúrgica seguida de radiación y quimioterapia con temozolomida sigue siendo la opción de tratamiento dominante. La barrera hematoencefálica sigue siendo un obstáculo principal, limitando la penetración de muchas moléculas pequeñas y productos biológicos en el sistema nervioso central.