A tumorok nyomóerejének mérése segít az agydaganatok kezelésében
Az agydaganatok növekedés során kétféleképpen viselkednek: nyomást gyakorolnak az agyra, vagy ujjszerű nyúlványokkal behatolnak a környező szövetekbe és elpusztítják azokat. Korábbi kutatások kimutatták, hogy a nyomást gyakorló tumorok több idegrendszeri rendellenességet okoznak, mint a szöveteket elpusztító tumorok. Most ugyanaz a kutatócsoport, amely a Notre Dame Egyetem, a Harvard Orvostudományi Egyetem/Massachusetts General Hospital és a Bostoni Egyetem kutatóiból áll, kifejlesztett egy technikát az agydaganatok mechanikai erejének mérésére, valamint egy új modellt a beteg agyszövetveszteségének becslésére. A Clinical Cancer Research folyóiratban megjelent tanulmány bemutatja, hogy ezek a mérések hogyan segíthetnek a betegellátásban és hogyan alkalmazhatók a sebészek mindennapi munkájában.
„Az agydaganatot eltávolító műtét során az idegsebészek egy szeletet vesznek a tumorból, azt egy tárgylemezre helyezve valós időben elküldik egy patológusnak, hogy azonosítsa a daganat típusát. Az eredetileg az agyban keletkező daganatok, mint például a glioblastoma, más kezelést igényelnek, mint azok a daganatok, amelyek más szervekből, például a tüdőből vagy a mellből áttétet képeznek az agyba, ezért ezek a különbségek befolyásolják a műtét utáni ellátást. A sebész műtéti eljárásához egy kétperces lépést hozzáadva, kizárólag a mechanikai erő alapján meg tudtuk különböztetni a glioblastoma daganatot a metasztatikus daganattól.” – mondtaMeenal Datta, a Notre Dame aeronautikai és gépészeti adjunktusa, a tanulmány társszerzője.
Datta és munkatársai 30 beteg műtét előtti MRI-felvételeiből és koponyaműtéteiből gyűjtöttek adatokat, amelyek magukban foglalták az agy feltárását és a Brainlab neuronavigációs technológia alkalmazását. Ez a technológia valós idejű, 3D-s vizualizációt biztosít a sebészeknek az agyműtét során, és általánosan elérhetőnek tekinthető a neurológiai beavatkozásokhoz. Az idegsebészek ezt a technikát felhasználhatják a tumor mechanikus nyomóerejének hatására kialakult agyduzzanat mérésére a tumor eltávolítása előtt.
A betegadatok alapján meghatározták, hogy az agyszövetet a tumor mechanikusan tolta-e el, vagy a tumor töltötte-e ki a helyét. A kutatók megállapították, hogy minél nagyobb mechanikai erő hat az agyra (eltolódás), annál jelentősebb a duzzanat. Ha azonban a tumor behatol a környező szövetekbe és elpusztítja azokat (felváltás), a duzzanat kevésbé jelentős.
A kutatók egy pontrendszeres mérési módszer és biomechanikai modellezés alapján számítógépes modelleket hoztak létre, amelyeket az orvosok felhasználhatnak a beteg agyduzzanatának mérésére, a tumor által kifejtett mechanikus nyomóerő meghatározására, valamint az egyes betegeknél elvesztett agyszövet mennyiségének meghatározására. Ez a tanulmány az elsők között mutatja be, hogyan lehet a mechanika segítségével megkülönböztetni a tumorok típusait.
„A tumor mechanikus nyomóerejének ismerete hasznos lehet a klinikusok számára, mert segíthet a tünetek enyhítésére irányuló betegellátási stratégiák kidolgozásában. Néha a betegek szteroidokat kapnak az agyduzzanat csökkentésére, vagy antipszichotikumokat a tumorok neurológiai hatásainak ellensúlyozására” – mondta Datta. Datta nemrégiben kimutatta, hogy megfizethető és széles körben használt vérnyomáscsökkentő gyógyszerek is ellensúlyozhatják ezeket a hatásokat. „Reméljük, hogy ez a mérés még relevánsabbá válik, és segíthet a kemoterápia és az immunterápia eredményeinek előrejelzésében.”
Hogy jobban megértsék, mire utalhat még a mechanikai erő, a kutatócsoport három különböző agydaganat állatmodellejét használta: áttétes emlőrák, glioblastoma és gyermekkori ependimóma. Az emlőrák agyi áttétje esetén a kutatók olyan kemoterápiát alkalmaztak, amelyről ismert, hogy csökkenti az agyi áttétek méretét. Amíg várták, hogy a tumor reagáljon a kemoterápiára, a csapat megállapította, hogy a mechanikai erő csökkenése már azelőtt bekövetkezett, hogy a tumor mérete a képalkotó vizsgálatokon megváltozott volna. „Ebben a modellben kimutattuk, hogy a mechanikai erő érzékenyebb mutatója a kemoterápiás válaszreakciónak, mint a tumor mérete” – mondta Datta. „A mechanika bizonyos értelemben betegségfüggetlen, függetlenül attól, hogy milyen tumorról van szó, fontos szerepet játszhat.”