Пухлина не просто росте всередині мозку — вона буквально починає відтісняти його структури, перекроювати кровоносні судини та створювати навколо себе власне «середовище». Тепер вчені вперше змогли спостерігати цей моторошний процес у живому мозку майже в реальному часі.
Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) розробили нову ультразвукову систему, яка дозволяє одночасно стежити за ростом гліобластоми, змінами кровоносних судин і реакцією мозкової тканини. Експеримент провели на мишах із пухлинами, створеними з людських клітин. Дослідження було опубліковано в iScience.
Гліобластома — одна з найагресивніших форм раку мозку. Вона не просто займає місце в тканинах: пухлина взаємодіє з навколишніми клітинами, кровоносними судинами та функціями мозку, створюючи умови для власного подальшого росту.
Саме цей процес надзвичайно складно вивчати. МРТ дозволяє побачити мозок цілком, але має обмеження під час досліджень функціонування мозку живої тварини. Оптичні методи дають чудову деталізацію, проте не проникають достатньо глибоко. Тому науковці об’єднали одразу три ультразвукові підходи в одну систему.
Щоб пухлина була добре помітною на зображеннях, дослідники генетично модифікували клітини гліобластоми. Вони отримали від бактерій гени, які дозволяють створювати крихітні газові пухирці. Ці структури працювали як своєрідні «маячки», завдяки яким пухлину можна було відстежувати за допомогою ультразвуку.
Далі клітини імплантували в таламус трьох мишей. Протягом 11 днів тварин регулярно сканували, причому частину досліджень проводили, коли миші залишалися притомними.
Результат виявився дуже показовим.
Одночасно вчені помітили зміни кровотоку в цій зоні. Навколо пухлини кровоносні судини поступово зміщувалися та перебудовувалися, формуючи нову мережу. В одному з випадків дослідники також зафіксували уповільнення руху крові та ознаки можливого звуження або перекриття окремих судин.
Ще цікавіше те, що пухлина, схоже, формувала власну систему кровопостачання та поводилася дещо незалежно від навколишньої мозкової тканини.
Але тут важливо не робити передчасних висновків. Дослідники поки не знають, що саме означають ці незвичайні закономірності та яку роль вони відіграють у розвитку раку.
Головна мета роботи була іншою — перевірити, чи можна за допомогою нової технології детально спостерігати за розвитком гліобластоми в живому мозку. І перші результати показали, що такий підхід справді працює.
Втім, експеримент був дуже невеликим: у ньому брали участь лише три миші, а використана модель пухлини не відтворює всю складність гліобластоми у людей. Тому потрібні масштабніші дослідження та випробування на моделях, які ближчі до реального перебігу захворювання. У майбутньому цю технологію хочуть використовувати не лише для спостереження за пухлиною, а й для вивчення реакції мозку та судин на лікування.
І саме тут може ховатися найцікавіше. Якщо вчені зможуть побачити не тільки те, як пухлина росте, а й як вона перебудовує середовище навколо себе, це потенційно допоможе знайти нові способи втручання в цей процес.