РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЙРОПОРТА ДЛЯ ТЕРАПИИ ГЛИОМЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА

В работе представлены результаты разработки системы для внутричерепной имплантации с целью терапии и предотвращения рецидивирования глиом головного. Основное свойство  системы в перспективе будет состоять в том, чтобы направить рост клеток глиомы,  локализованных в области, прилегающей к месту удаленной опухоли, вдоль волокон по  направлению к проксимальной части волоконно-оптического имплантата (нейропорт) с  целью их регистрации по сигналу фотолюминесценции и последующей их деструкции в  результате фотодинамического воздействия. Такое устройство должно обеспечить  мониторинг процессов, происходящих в зондируемой области с целью контроля процессов  рецидивирования. В ходе данного исследования динамики роста клеток глиомы показана  локализация клеток вдоль волоконных структур, покрытых желатином, который является  источником аминокислот при культивировании. Также в ходе работы были разработаны и  успешно апробированы четыре различных конструкции макетов внутричерепных  имплантатов, выполняющие роль портов для доставки диагностического и терапевтического лазерного излучения. Получены на головном мозге крыс с индуцированными опухолями  (глиома С6) после имплантации нейропорта, демонстрирующие достаточно интенсивную  флуоресценцию в ложе опухоли при внутривенном введении фотосенсибилизатора на  основе безметального сульфированного фталоцианина и выраженный фотодинамический  эффект, приведший к тотальному разрушению опухоли. Полученные результаты открывают  перспективы создания нейропорта с внутренней волоконной структурой, фокусирующей рост клеток глиомы.

1. Khan L., Soliman H., Sahgal A., Perry J., Xu W., Tsao M.N. External beam radiation dose escalation for high grade glioma // Cochrane Database Syst Rev. – 2016. – T. 19, № 8. – CD011475.

2. Blumenthal D.T., Dvir A., Lossos A., Tzuk-Shina T., Lior T., Limon D., Yust-Katz S., Lokiec A., Ram Z., Ross J.S., Ali S.M., Yair R., Soussan- Gutman L., Bokstein F. Clinical utility and treatment outcome of comprehensive genomic profiling in high grade glioma patients // J Neurooncol. – 2016. – T. 130, № 1. – C. 211-219.

3. Wang G., Fu X.L., Wang J.J., Guan R., Tang X.J. Novel strategies to discover effective drug targets in metabolic and immune therapy for glioblastoma // Curr Cancer Drug Targets. – 2016. – T. 17, № 1. – C. 17-39.

4. Luciano R., Saracino R., Battafarano G., Perrotta A., Manco M., Muraca M., Del Fattore A., Rossi M. New perspectives in glioblastoma: Nanoparticles-based approaches // Curr Cancer Drug Targets. – 2017. – T. 17, № 3. – C. 203-220.

5. Morrone F.B., Gehring M.P., Nicoletti N.F. Calcium Channels and Associated Receptors in Malignant Brain Tumor Therapy // Mol Pharmacol. – 2016. – T. 90, № 3. – C. 403-409.

6. Ashby L.S., Smith K.A., Stea B. Gliadel wafer implantation combined with standard radiotherapy and concurrent followed by adjuvant temozolomide for treatment of newly diagnosed high-grade glioma: a systematic literature review // World J Surg Oncol. – 2016. – T. 14, № 1. – C. 225.

7. Bregy A., Shah A.H., Diaz M.V., Pierce H.E., Ames P.L., Diaz D., Komotar R.J. The role of Gliadel wafers in the treatment of high-grade gliomas // Expert Rev Anticancer Ther. – 2013. – T. 13, № 12. – C. 1453-1461.

8. Jain A., Betancur M., Patel G.D., Valmikinathan C.M., Mukhatyar V.J., Vakharia A., Pai S.B., Brahma B., MacDonald T.J., Bellamkonda R.V. Guiding intracortical brain tumour cells to an extracortical cytotoxic hydrogel using aligned polymeric nanofibers // Nat Mater. – 2014. – T. 13, № 3. – C. 308-316.

9. Au S.H., Storey B.D., Moore J.C., Tang Q., Chen Y.L., Javaid S., Sarioglu A.F., Sullivan R., Madden M.W., O'Keefe R., Haber D.A., Maheswaran S., Langenau D.M., Stott S.L., Toner M. Clusters of circulating tumor cells traverse capillary-sized vessels // Proc Natl Acad Sci U S A. – 2016. – T. 113, № 18. – C. 4947-4952.

10. Bellail A.C., Hunter S.B., Brat D.J., Tan C., Van Meir E.G. Microregional extracellular matrix heterogeneity in brain modulates glioma cell invasion // Int. J. Biochem. Cell Biol. – 2004. – T. 36, № 6. – C. 1046-1069.

11. Claes A., Idema A.J., Wesseling P. Diffuse glioma growth: a guerilla war // Acta Neuropathol. – 2007. – T. 114, № 5. – C. 443-458.

12. Sutter M., Eggspuehler A., Grob D., Jeszenszky D., Benini A., Porchet F., Mueller A., Dvorak J. The validity of multimodal intraoperative monitoring (MIOM) in surgery of 109 spine and spinal cord tumors // Eur Spine J. – 2007. – T. 16, № 2. – C. 197-208.

13. Chekhonin V.P., Baklaushev V.P., Yusubalieva G.M., Pavlov K.A., Ukhova O.V., Gurina O.I. Modeling and Immunohistochemical Analysis of C6 Glioma In Vivo // Bulletin of Experimental Biology and Medicine – 2007. – T. 143, № 4. – C. 501-509.

14. Potapov A.A., Nazarov V.V., Goryaynov S.A., Okhlopkov V.A., Shishkina L.V., Shurkhay V.A., Loschenov V.B., Saveleva T.A., Kuzmin S.G., Chumakova A.P. A case of brain abscess mimicking cystic brain tumor and showing intraoperative 5-aminolevulinic acid fluorescence: case report // J. Chirurgia – 2014. – T. 27, № 4. – C. 257-260.

15. Savelieva T.A., Kalyagina N.A., Kholodtsova M.N., Loschenov V.B., Goryainov S.A., Potapov A.A. Numerical modelling and in vivo analysis of fluorescent and laser light backscattered from glial brain tumors // Proc. SPIE 8230 - 2012. - 82300L.