Ултразвукът е големият шанс за неинвазивното лечение на рак

Ултразвукът, който най-често бива възприеман, като образна диагностика и възможност лекарят да види с подробности вътрешността на тялото, се превръща в още една възможност, която влиза в битката с рака. Случайното откритие на проф. Сю Джън от Мичиганския университет по времето, когато тя е докторант по биомедицинско инженерство, известно като хистотрипсия, е един от начините, които използват ултразвук и са нов път в битката с рака. Същественото при използването на ултразвука е, че методите са неинвазивни и за отстраняването на туморите не се налага хирургична операция.

За откритието на проф. Сю Джън

Преди две десетилетия проф. Сю Джън е докторант по биомедицинско инженерство в Мичиганския университет. Научната й работа се фокусира върху опитите да открие начин за премахването и унищожаването на болни тъкани, но без извършването на операция. Идеята й е да използва високочестотни звукови вълни (ултразвук) за механичното разрушаване на тъканите. Теорията си тества върху свински сърца.

По време на тестовете се оказва, че колегите й в лаборатория се оплакват от шума. Човешкото ухо не би трябвало да чува ултразвука, но Сю Джън използва изключително мощен усилвател за опитите си. За да реши проблема, докторантката решава да увеличи честотата на ултразвуковите импулси, защото това е начинът, хората да не чуват звуците.
Оказва се обаче, че увеличаването броя на импулсите в секунда действа ефективно върху жива тъкан и само минута след използването на ултразвук в свинското сърце се отваря дупка.

Така почти две десетилетия по-късно случайното откритие на докторантката, а сега професор по биомедицинско инженерство в Мичиганския университет, се превръща в един от методите, използващи ултразвук и проправящи нов път за битка с рака.

За хистотрипсията

През 2021 г. Сю Джън публикува изследването си за хистотрипсията в Taylor Francis под заглавието: „Хистотрипсия: първата неинвазивна, нейонизираща, нетермична аблационна техника, базирана на ултразвук.“ В публикацията проф. Сю Джън съобщава, че като използва фокусиран ултразвук, хистотрипсията разрушава механично тъканта чрез кавитация като превръща целта в безклетъчни остатъци. „Хистотрипсията е изследвана за широк спектър от приложения в предклинични проучвания, включително за лечението на рак, на неврологични и сърдечносъдови заболявания. Проведени са три клинични изпитвания върху хора като методът е използван за лечението на доброкачествена простатна хиперплазия, за рак на черния дроб и за калцифицирана (свързана с възрастта) клапна стеноза“, пише в статията.

Проф. Сю Джън пояснява, че хистотрипсията е подобна на HIFU (високоинтензивен фокусиращ ултразвук), но основният й механизъм е коренно различен и се разчита на механичен ефект на клетъчно ниво за разрушаването на тъканите. И уточнява, че терминът е въведен в Мичиганския университет през 2004 г. Произлича от гръцките думи histo, което означава мека тъкан и tripsy – разрушаване.

„За разлика от HIFU, която използва непрекъснати или дълги импулси от ултразвук с умерено висок интензитет и висок работен цикъл, хистотрипсията използва кратки ултразвукови импулси с продължителност от микросекунди с нисък работен цикъл, за да се сведе до минимум нагряването и по-високи амплитуди на пиковото налягане за генериране на акустична кавитация от ендогенен газ в тъканите.“

Ключовият механизъм, който формира основата на хистотрипсията, е контролируемото генериране на акустична кавитация и взаимодействието между нея и тъканта. То от своя страна води до разрушаването на тъканите.

Американската агенция за храните и лекарствата одобрява хистотрипсията за лечение на чернодробни тумори през октомври 2023 г. През 2024 г. проучване установява, че методът е ефективен и унищожава 95% от туморите в черния дроб.
Обединеното кралство одобрява метода през юни 2025 г.

Как ултразвукът лекува рак

За да унищожат тумора, ултразвуковите вълни се концентрират върху малка част от него. Импулсите създават малки мехурчета, които се разширяват, веднага след това се свиват за микросекунди и разрушават туморната тъкан.

Целият процес е бърз и неинвазивен. Повечето от процедурите са между 1 и 3 часа, а след това пациентът се прибира в дома си.

Силата на ултразвука се засилва допълнително чрез комбинирането му с други форми за лечение на рак. Изследване от 2024 г. показва, че инжектирането на микромехурчета в кръвния поток и стимулирането им с ултразвук отваря за кратко кръвно-мозъчната бариера, която обикновено предотвратява навлизането на токсини в кръвния поток и увреждането на мозъка. Когато обаче отварянето на тази бариера при лечение на рак е целенасочено, това позволява лекарствата да достигнат до туморите, които трябва да атакуват.

 Ултразвукът се оказва подходящ и при имунотерапията, задачата на която е да стимулира имунната система, да се бори с раковите клетки, които често се крият от естествените защитни сили на организма. Фокусираният ултразвук нагрява и уврежда туморите, а това прави тези тъкани по-видими за имунната система и по-уязвими за нейните защитни сили.

Проф. Ричард Прайс от Центъра за имунотерапия на рака на Университета Вирджиния казва, че една от насоките за бъдещи изследвания е да се определи дали комбинацията между рак и медикаменти може да работи срещу рак в напреднал стадий.

„Метастатичният рак е много по-труден за лечение, защото когато се разпространява в цялото тяло, вече не е достатъчно да бъде премахнат само един тумор. Ако някой ден лекарите могат да използват ултразвук, за да извадят тумора от скривалището му като го разчупят, което ще позволи на имунната система да разпознае характеристиките му и да започне системна атака срещу раковите клетки на други места в тялото, това ще бъде истински пробив“, коментира проф. Прайс и уточнява, че тестовете затова предстоят, но теоретично лекарите могат да лекуват 10, 15 или 20 тумора като лекуват само един.

Проф. Ричард Прайс казва още, че изпитванията за използването на ултразвук при имунотерапия са все още в ранен етап.

„Това значи, че са необходими още много изследвания, за да разберем кога или как този подход ще промени грижите за пациентите.“

Използваните в момента ултразвукови методи прокарват нов път в онкологията и имат важната задача или да заменят напълно, или да подобрят ефективните, но опустошителни терапии каквито са химиотерапията, лъчетерапията и операциите.

„Ракът е ужасен, но това което го прави още по-лош, е лечението му“, казва проф. Сю Джън, която не забравя да напомни, че ултразвукът не е в никакъв случай „магическо лекарство“ за рак. Като всяко лечение той има своите недостатъци, но въпреки тях има надежда, че той и всички останали методи, които учените откриват, ще помогне да бъдат избегнати страданията на милиони хора.