Преодоление ультразвукового барьера

Из архива доктора

Когда Дэвиду Шорру было 56 лет, тогдашний консультант по ипотечному кредитованию из Колумбуса, штат Огайо, заметил некоторые изменения в своей памяти и мышлении. Три года спустя он ищет слова, чтобы описать произошедшее.

"Это не было внезапным, но со временем я понял, что что-то изменилось. Я не мог справляться с некоторыми вещами, которые делал раньше", - говорит Шорр, говоря медленно и осторожно. "Я обнаружил, что люди видят, что со мной происходит. По мере того, как это продолжалось, все пришло в норму. У меня диагностировали болезнь Альцгеймера".

Шорр и его жена Ким отправились на лечение в Медицинский центр Векснера Университета штата Огайо. Люди, страдающие болезнью Альцгеймера, получают лекарства, облегчающие некоторые симптомы, но не существует доказанного лечения, которое могло бы вылечить болезнь или замедлить ее прогрессирование. "Они с самого начала спрашивали нас, заинтересованы ли мы в клинических испытаниях", - говорит Ким. В этом году они нашли подходящий вариант. Но лечение, говорит Ким, было очень сложным.

Исследователи побреют голову Шорра, а затем с помощью ультразвуковых волн попытаются открыть его гематоэнцефалический барьер - щит под черепом из кровеносных сосудов, который защищает мозг от любых микробов или других угроз, которые могут циркулировать в кровотоке. Кровяно-мозговой барьер в основном поддерживает здоровье мозга, не допуская проникновения инфекции. Но когда в мозг проникает такая болезнь, как болезнь Альцгеймера, этот барьер может препятствовать поступлению полезных лекарств.

Новое применение ультразвука

Ультразвук для открытия гематоэнцефалического барьера при болезни Альцгеймера - последнее достижение в растущей области фокусированного ультразвука. Большинство людей думают об ультразвуке как о способе получения нечетких черно-белых фотографий плода в утробе матери. Но при фокусированном ультразвуке врачи используют звуковые волны для активного лечения заболевания, а не для пассивного получения его изображений. Этот метод уже одобрен FDA для лечения эссенциального тремора и одобрен для лечения болезни Паркинсона за пределами США. В настоящее время этот метод рассматривается и у нас.

Этот метод также набирает обороты в исследованиях рака груди, диабета, людей с опухолями мозга, болезнью Лу Герига (также называемой боковым амиотрофическим склерозом, или ALS) и психическими заболеваниями, такими как тяжелая депрессия.

"Поскольку сфокусированный ультразвук обладает таким мощным сочетанием свойств - это совершенно уникальный и минимально инвазивный инструмент, который может вызывать различные реакции в организме - он имеет огромный потенциал для лечения множества медицинских проблем", - говорит Ричард Прайс, доктор философии, научный руководитель Центра сфокусированного ультразвука Университета Вирджинии. "Возможно, существует множество применений фокусированного ультразвука, о которых мы еще даже не начали задумываться".

Ким Шорр говорит, что она надеется, что ультразвук может помочь ее мужу: "Если это поможет ему, это будет здорово. А если нет, то, по крайней мере, может быть, когда-нибудь это кому-нибудь поможет. Если это может кому-то помочь, мы будем рады".

В клиническом испытании, в котором Шорр принял участие в этом году, исследователи хотели проверить несколько вещей: Во-первых, возможно ли вообще открыть гематоэнцефалический барьер. Во-вторых, не навредит ли это человеку. И, наконец, выяснить, закроется ли барьер впоследствии. Основной риск открытия гематоэнцефалического барьера заключается в том, что он останется открытым и подвергнет пациентов риску инфекций, которые могут угрожать их жизни. В клинических испытаниях I фазы, подобных этому, цель состоит только в том, чтобы убедиться в безопасности лечения. Не ожидается, что оно вылечит человека или улучшит его состояние.

Шорр уже прошел три сеанса ультразвуковой терапии, и его гематоэнцефалический барьер закрылся сам по себе в течение нескольких часов после каждой процедуры. То же самое происходило и с пациентами в Научном центре здоровья Саннибрука в Торонто, где исследователи первыми в мире открыли гематоэнцефалический барьер у человека с болезнью Альцгеймера.

Если процедура будет признана безопасной, исследователи перейдут к следующему этапу - выяснят, можно ли после открытия гематоэнцефалического барьера доставлять лекарства прямо в мозг и поможет ли это в лечении болезни. Лечение может принести некоторые положительные результаты само по себе, без добавления лекарств. "Возможно, открытие гематоэнцефалического барьера само по себе позволит собственной иммунной системе организма проникнуть в мозг и очистить его от амилоида [бляшек, которые образуются в мозге при болезни Альцгеймера]", - говорит Нир Липсман, доктор медицины, доктор философии, ученый из Научного центра здоровья Саннибрук.

Первые эксперименты, проведенные в Саннибруке, показали, что только ультразвуковая техника сокращает мозговые бляшки - отложения, которые накапливаются в мозге и, как считается, вызывают проблемы с памятью - у мышей. Исследователи из Саннибрука, Университета штата Огайо и других больниц теперь проверяют, будет ли то же самое наблюдаться у людей.

Устойчивая рука

Руки Рича Паули начали дрожать, когда ему было 57 лет. Врач сказал ему, что у него эссенциальный тремор - неврологическое расстройство, которое может поражать любую часть тела, но часто поражает руки, особенно доминирующую руку. Как правило, он появляется в пожилом возрасте и со временем может усугубляться. "Если человек с таким заболеванием хочет схватить что-то, например, кофейную чашку, то по мере того, как он усиливает свое внимание, чтобы схватить этот предмет, тремор становится все сильнее и сильнее", - говорит Прайс.

Врач Паули назначил ему лекарства от тремора, но побочные эффекты - ночные кошмары, сильная сонливость, потеря веса и постоянное чувство холода - были хуже тремора, по его словам. За 26 лет тремор прошел, и к 83 годам Паули уже не мог писать картины маслом так, как раньше. Ему приходилось держать кисть двумя руками. Ему пришлось отказаться от использования топоров, пил и электроинструментов на 2-мильном участке Аппалачской тропы, который он поддерживает возле своего дома в Фри Юнион, штат Вирджиния. Он не мог бриться или класть сахар в кофе. Во время еды он надевал нагрудник. "Я старался не впадать в депрессию", - говорит он. "Я пытался изменить то, что я делаю. Но во многом мне приходилось полагаться на свою жену".

В этом году врач Паули в системе здравоохранения Университета Вирджинии спросил его, не хочет ли он попробовать сфокусированный ультразвук для лечения тремора в одной из рук. При этой процедуре врачи используют магнитно-резонансную томографию, чтобы найти нервные клетки в мозге, вызывающие тремор. Затем они надевают на пациента индивидуальный шлем, который направляет ультразвуковые волны именно на то место, которое вызывает проблему. Ультразвуковые волны нагревают крошечный участок мозговой ткани и разрушают его. "По сути, вы обрываете цепь неправильной работы и восстанавливаете способность пациента пользоваться рукой гораздо лучше", - говорит Прайс.

Прежде чем нейрохирурги начали лечение Паули, он должен был написать свое имя и нарисовать на бумаге спираль. "Пока я находился в аппарате [МРТ], - говорит он, - они время от времени вынимали меня, давали мне лист бумаги и карандаш, и я снова пытался пройти по кругу. Это показало бы им, насколько хорошо они справляются".

В течение двух часов они то вводили его в станок, то выводили из него, чтобы проверить свою работу, пока, наконец, все не остались довольны. "Они вытащили меня, и я снова прошел тест с карандашом и бумагой, и снова смог писать", - говорит Паули, который теперь вернулся к рисованию. "Я могу есть свой завтрак ложкой, без слюнявчика. Это как обычный завтрак, и я так счастлива".

Хотя процедура избавила Паули от тремора в правой руке, она может иметь такой же эффект не для всех. В среднем люди получают около 50% улучшения в использовании руки или области, в которой наблюдается тремор. Как и любая другая медицинская процедура, эта сопряжена с риском. Среди возможных побочных эффектов - онемение или покалывание в пальцах, головная боль и неустойчивость. Также существует вероятность, что процедура может затруднить ходьбу или привести к потере контроля над некоторыми функциями тела, например, речью или поднятием предметов.

Посылание вспышки

Сфокусированные ультразвуковые волны могут быть полезны и в других местах, помимо мозга. Исследователи из Университета Вирджинии используют эту технологию, чтобы попытаться вызвать атаку иммунной системы против рака. Раковые клетки обладают свойствами, которые позволяют им обмануть иммунную систему - встроенную систему защиты организма. Система распознает грипп, простуду и другие инфекции как угрозу и атакует их. Но раку часто удается ускользнуть.

Новые препараты для иммунотерапии могут помочь естественной защитной системе организма распознать рак как угрозу. Эти препараты работают при меланоме, раке легких и других заболеваниях. Но иногда, например, при раке груди, их может быть недостаточно, чтобы разбудить иммунную систему. В экспериментах, проводимых в Университете Вирджинии, когда женщина начинает иммунотерапию рака груди, она также получает специализированное ультразвуковое лечение. Врачи используют ультразвуковые волны для уничтожения нескольких раковых клеток на поверхности опухоли молочной железы. Воспаление может насторожить иммунную систему и вызвать атаку. "Идея ультразвука заключается в том, что тепловой стресс заставит иммунную систему распознать раковые клетки и бороться с ними", - говорит Прайс.

Пока слишком рано говорить о том, подтвердится ли эта теория. У женщин, участвующих в этом испытании, рак на очень поздней стадии, и они решили принять участие в исследовании, чтобы внести свой вклад в исследования, которые могут помочь женщинам с раком молочной железы в будущем. "Пока, - говорит Прайс, - мы видим некоторые действительно интересные изменения в поведении опухоли после воздействия на нее сфокусированного ультразвука".

Исследователи не считают, что они исчерпали все возможности ультразвука. В других ранних экспериментах - еще не на людях, но уже на мышах - инженерам-биомедикам из General Electric Global Research в Скенектади, штат Нью-Йорк, удалось снизить уровень сахара в крови, направляя ультразвуковые волны на нервные клетки в печени, которые помогают регулировать уровень сахара в крови. Исследователи из Университета Миннесоты уменьшили воспаление и сделали артрит менее тяжелым у мышей, направив ультразвук на селезенку. Если эта технология окажется безопасной и эффективной для людей, то в один прекрасный день она может стать неинвазивным, нелекарственным методом лечения таких заболеваний, как диабет и артрит. "Мы используем ультразвук, чтобы вызвать высвобождение [химических веществ] в организме для оказания эффекта, подобного лекарственному", - говорит Кристофер Пулео, доктор философии, исследователь из General Electric, участвовавший в эксперименте.

Сегодня Шорры рады помочь заложить основу для того, что в один прекрасный день может привести к излечению или значительному улучшению смертельных заболеваний мозга. "Это много назначений, анализов, исследований крови, МРТ и ПЭТ-сканирования, - говорит Ким, - но мы считаем, что все это того стоит. Вы можете только помочь кому-то".

Клинические испытания, по цифрам

Такие передовые методы лечения, как фокусированный ультразвук, возможны только потому, что тысячи добровольцев - как больных, так и здоровых - принимают участие в клинических испытаниях.

• 309,909: Число клинических исследований, зарегистрированных в настоящее время в Национальном институте здравоохранения.

• 50: Количество штатов США, в которых в настоящее время проводятся клинические испытания

• 210: Количество стран, в которых сейчас проводятся клинические испытания

• 25,875: Количество текущих клинических испытаний, в которых тестируется новая медицинская процедура - например, лечение сфокусированным ультразвуком

Найдите больше статей, просмотрите предыдущие выпуски и прочитайте текущий номер журнала "Доктор".