연구자들은 초음파를 사용하여 뇌에 화학 요법을 전달합니다.

2023년 5월 5일 Sean Whooley 작성

[노스웨스턴메디슨 제공 영상 캡쳐]

이 장치는 혈액뇌관문을 열어 인간 뇌의 크고 중요한 영역에 반복적으로 침투했습니다. 이를 통해 정맥 주사로 화학요법을 전달할 수 있게 되었습니다.

환자가 깨어 있는 상태에서 4분간의 시술로 혈액뇌관문이 열리고 환자는 몇 시간 후에 집으로 돌아갑니다. 노스웨스턴 연구 결과는 안전하고 내약성이 좋은 치료법을 모두 입증했습니다. 일부 환자들은 최대 6주기의 화학요법 치료에 도달하기도 했습니다.

이 논문은 The Lancet Oncology 5월 2일자에 게재되었습니다.

연구진은 이것이 인간 뇌의 화학요법 농도에 대한 초음파 기반 혈액뇌장벽 개방의 효과를 성공적으로 정량화한 최초의 연구라고 말했습니다. 혈액뇌관문이 열리자 인간 뇌의 약물 농도가 약 4~6배 증가했습니다. 과학자들은 파클리탁셀과 카보플라틴 모두에서 이러한 증가를 확인했습니다. 이러한 약물은 정상적인 상황에서는 혈액뇌관문을 통과하지 못하기 때문에 일반적으로 이러한 환자를 치료하는 데 사용되지 않습니다.

과거 연구에서는 효능이 유망한 징후로 파클리탁셀을 뇌에 직접 주입했습니다. 그러나 조사자들은 직접 주사를 뇌 자극 및 수막염과 같은 독성과 연관시켰습니다.

현재 교모세포종에 사용되는 화학요법인 테모졸로마이드(temozolomide)는 혈액뇌관문(Blood-Brain Barrier)을 통과한다고 연구원들은 말합니다. 그러나 수석 조사관인 Adam Sonabend 박사에 따르면 이는 약한 약물입니다.

노스웨스턴 대학교 파인버그 의과대학 신경외과 부교수이자 노스웨스턴 의과대학 신경외과 의사인 Sonabend는 "이것은 교모세포종 환자에게 잠재적으로 큰 발전입니다."라고 말했습니다.

팀에 따르면, 이는 초음파 처리 후 혈액뇌장벽이 얼마나 빨리 닫히는지 설명하는 최초의 연구이기도 합니다. 대부분의 복원은 초음파 처리 후 처음 30~60분 내에 이루어집니다. 이를 통해 약물 전달 및 초음파 활성화 순서를 최적화하여 인간 뇌로의 약물 침투를 극대화할 수 있습니다.

연구진은 혈액뇌관문을 열기 위해 초음파와 미세기포를 사용하는 것은 일시적이라고 말합니다. 대부분의 혈액뇌장벽 완전성은 인간의 시술 후 1시간 이내에 회복됩니다. 이전 연구에서는 뇌 초음파 처리 후 24시간 후에 회복되는 것으로 나타났습니다.

Sonabend는 "뇌가 혈류를 순환하는 약물에 침투할 수 있게 되는 중요한 시간 창이 초음파 처리 이후에 존재합니다"라고 말했습니다.

연구진은 이번 연구 결과를 재발성 교모세포종 환자를 평가하는 진행 중인 2상 임상 시험의 기초로 사용할 계획입니다. 그들은 자신들의 기술을 통해 전달된 파클리탁셀과 카보플라틴의 조합이 생존을 연장하는지 여부를 조사하는 것을 목표로 하고 있습니다.

1상 임상시험에서 환자들은 종양 절제와 초음파 기기 이식을 위한 수술을 받았다. 이식 후 몇 주 이내에 치료를 시작했습니다.

과학자들은 혈액뇌관문 개방과 함께 3주마다 투여되는 파클리탁셀의 용량을 늘렸습니다. 또한 연구에서는 초음파 장치가 약물 농도에 미치는 영향을 조사하기 위해 환자의 하위 집합을 평가했습니다. 연구자들은 초음파 치료 후 얻은 플루오레세인과 MRI를 사용하여 혈액뇌장벽을 시각화하고 매핑했습니다.

Sonabend는 "우리는 뇌암(미국에 약 30,000개의 신경교종이 있음)에 초점을 맞춰왔지만, 이는 다양한 뇌 질환으로 고통받는 수백만 명의 환자를 위한 새로운 약물 기반 치료법을 조사할 수 있는 문을 열어준다"고 말했습니다.