«Мозг-на-чипе»: беспроводная стимуляция плюс лекарства показали эффект при глиобластоме

Ученые Сеченовского Университета создали микрофлюидную систему «мозг-на-чипе» для изучения терапии глиобластомы. Сочетание лекарственной терапии и беспроводной оптостимуляции в экспериментах показало хороший результат, что открывает перспективы для борьбы с этим заболеванием. Проект реализуется при поддержке гранта Российского научного фонда.

Глиобластома — одна из самых трудно поддающихся лечению опухолей. Она быстро растет и устойчива к терапии. Полное хирургическое удаление часто невозможно из-за опасности повредить клетки мозга, а химиотерапия не всегда оказывается результативной. Поэтому так важны новые подходы к лечению для повышения эффективности лечения без дополнительных рисков.

Микрофлюидная платформа, которую разработали в Сеченовском университете, имитирует кровоток в мозге и поддерживает жизнедеятельность клеток глиобластомы. Ранее ученые демонстрировали, как органическое полупроводниковое устройство под воздействием красного света стимулирует активность ионных каналов в обычных клетках. Новые эксперименты доказали, что то же происходит и в клетках глиобластомы — препарат темозоломид, основное средство для лечения этого вида рака, активнее проникает в опухоль.

«Ионные каналы работают как насосы — они втягивают молекулы в клетку. Темозоломиду нужно попасть в ядро, чтобы уничтожить раковую клетку. Красный свет учащает открытие и закрытие каналов, концентрация препарата в клетке растет быстрее — и клетка гибнет. В экспериментах нам удалось уничтожить до 95–98% клеток глиобластомы — это в пять раз больше, чем в контрольных образцах без стимуляции», — отметил руководитель проекта, доцент Института бионических технологий и инжиниринга Александр Марков.

Это первая беспроводная система «мозг-на-чипе» с оптоэлектронной стимуляцией, исключающая электроды и индуктивные катушки. Технология менее инвазивна и безопасна, так как не вызывает нагрева и повреждения клеток.

Анна Константинова, студентка Института фармации и соавтор исследования, рассказала, что сочетание лекарственной терапии с беспроводной стимуляцией усиливало действие препарата и помогало глубже проникать в клетки. Сейчас исследователи переходят к работе с первичными культурами и срезами тканей. Эти модели более приближены к реальной ткани мозга. Предварительные результаты показали усиление терапевтического эффекта на агрессивной культуре, полученной от пациента с глиобластомой.

Платформа «мозг-на-чипе» будет использоваться для изучения других видов опухолей мозга, но до клинического применения предстоит решить технические задачи и провести испытания.

Материал подготовлен с использованием пресс-релиза Сеченовского университета.

Фото: microgen © 123RF.com