El informe, publicado en la revista 'PNAS', emplea técnicas avanzadas de microcopía y modelos matemáticos para rastrear el potencial de este enfoque de tratamiento prometedor y mínimamente invasivo en un modelo animal de metástasis cerebral de cáncer de mama. También participaron investigadores del Instituto e Tecnología de Georgia, en Estados Unidos, la Universidad de Edimburgo, en Escocia y el Hospital Brigham and Women's, en Estados Unidos.
"La barrera hematoencefálica es un desafío en el tratamiento de las neoplasias cerebrales, ya que puede dificultar la administración de fármacos. Incluso cuando un fármaco llega a la circulación del cerebro, los vasos sanguíneos dentro y alrededor de los tumores producen un suministro no uniforme de medicamentos, con bajas concentraciones en algunas áreas del tumor. Si un medicamento llega a una región del tumor y cruza la pared de los vasos sanguíneos, se encuentra con tejido denso dentro del tumor que puede bloquear el acceso a las células malignas", detalla Costas Arvanitis, corresponsable y codirector del estudio.
El ultrasonido enfocado concentra múltiples haces de energía en un solo lugar dentro del cuerpo. Las microburbujas inyectadas en la circulación pueden romper temporalmente la barrera hematoencefálica en el sitio objetivo. Este enfoque se ha estudiado en modelos animales con resultados prometedores, pero los mecanismos subyacentes no se han comprendido bien.
Además, emplearon técnicas avanzadas de microscopia en ratones vivos que había recibido implantes de células de cáncer de mama HER2-positivas en sus cerebros. Así, exploraron la capacidad del ultrasonido focalizado para mejorar la administración de dos tipos de agentes anticancerosos: el fármaco de quimioterapia común doxorrubicina y el fármaco dirigido T-DM1.
El enfoque mejoró el suministro de ambos fármacos a través de las paredes de los vasos sanguíneos y también mejoró la distribución de ambos fármacos dentro del tejido tumoral. Por primera vez, los experimentos del equipo mostraron que el ultrasonido focalizado mejoraba la permeabilidad de las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos del tumor, llevando a esas células a tomar doxorrubicina.
Las imágenes de alta resolución permitieron a los investigadores demostrar un mayor flujo del líquido intersticial entre las células dentro de un tumor después de la aplicación del ultrasonido, así como revelar su papel en la mejora del suministro de fármacos. El modelado matemático también permitió cuantificar los cambios del ultrasonido inducido en los tejidos y las propiedades de transporte celular e identificar las condiciones óptimas para una mejor administración de fármacos. Estos resultados podrían proporcionar un marco para el desarrollo de nuevas estrategias y el diseño de ensayos clínicos que combinen terapias prometedoras con ultrasonido focalizado.