Команда дослідників Caltech пропонує радикально новий метод знищення ракових клітин за допомогою ультразвукових хвиль низької інтенсивності. Попередні дослідження все ще знаходяться на ранній стадії, але дослідження in vitro показали, що звукові хвилі, які пульсують з певною частотою, можуть ефективно руйнувати ракові клітини, залишаючи здорові клітини недоторканими.
Кілька недавніх проривних досліджень виявили нові способи використання ультразвукових хвиль для неінвазивного лікування раку.
Найбільш просунутий метод відомий як сфокусований ультразвук високої інтенсивності (HIFU). Цей метод спрямований на знищення ракових клітин за допомогою сфокусованих і потужних звукових хвиль, що нагрівають і руйнують уражені тканини.
Завдання клінічного розгортання HIFU полягає в тому, щоб знайти способи краще сфокусувати ці руйнівні хвилі, оскільки вони можуть дуже легко зруйнувати і здорові тканини. Значний прогрес торік продемонстрував новий спосіб використання цієї технології для боротьби з раком простати, проте проблема побічного пошкодження здорової тканини все ще залишається.
Ідея про те, що впливом на організм певних звукових частот можна вилікувати хвороби, століттями розбурхувала уми дослідників. Незліченні псевдонаукові твердження передбачають відкриття магічної частоти, яка могла б вилікувати людей від усіх їх хвороб, однак, майже всі ці альтернативні ідеї не були підкріплені суворою наукою.
У 2016 році Майкл Ортіз, дослідник з Caltech, опублікував інтригуючу статтю в журналі «Механіка і фізика твердого тіла». Ортіз і його співавтор Стефані Хейден сказали, що розробили математичну модель, що показує чіткий розрив між резонансними швидкостями зростання здорових і ракових клітин.
Ці результати означали, що в теорії дуже специфічно налаштована звукова хвиля могла змусити вібрувати мембрану ракової клітини до точки розриву. Через цей природний частотний розрив між здоровими і злоякісними клітинами, метод повинен залишати здорові клітини в цілості і збереження при неінвазивному знищенні ракових клітин.
Поєднуючи грецькі слова для позначення пухлини (онкозахворювання) і руйнування (трипсії), раннє дослідження назвало процес онкотрипсією. Звичайно, в той час ця ідея все ще була гіпотетичною, але вона залучила ряд вчених-однодумців, які прагнуть перевірити реальні наслідки цього процесу.
Вчені почали лабораторні експерименти, перевіряючи різні частоти ультразвуку, характер імпульсів і тривалості на ракових клітинах людини. У новому дослідженні, опублікованому в журналі Applied Physics Letters, дослідницька група описує повернення на певну частоту і тривалість ультразвуку, що призводить до руйнування зовнішньої мембрани ракової клітини, залишаючи здорові клітини в спокої.
«Наші результати демонструють, що специфічні параметри низькоінтенсивного імпульсного ультразвуку (LIPUS) можуть викликати селективне циторуйнування ракових клітин», - підсумовують вчені.
«У моделі in vitro LIPUS, застосований на частоті 0,5 МГц з частотою імпульсу 20 мс (тривалість імпульсу), мав найбільший терапевтичний запас у руйнуванні різноманітних панцирів ракових клітин, залишаючи клітини крові та імунні клітини в основному недоторканими»
Цікаво, що дослідження показує, що, хоча акустична частота, зазначена як ефективна, не відрізняється від частоти, зазвичай використовуваної в діагностичних ультразвукових дослідженнях, руйнування ракових клітин були виявлені тільки тоді, коли тривалість імпульсу перевищила 10 мілісекунд. У дослідженні наголошується, що більшість діагностичних ультразвукових методів використовують набагато коротшу тривалість імпульсу - близько 10 мікросекунд.
Важливо підкреслити, що це дослідження все ще знаходиться на найбільш ранніх стадіях. Цей метод був протестований тільки на клітинних культурах, тому його необхідно перевірити на солідних пухлинах, а потім на тваринах, перш ніж будуть проведені випробування на людях.
Нове дослідження було опубліковано в журналі Applied Physics Letters.
