Глиобластома представляет собой наиболее злокачественную форму глиальных опухолей мозга с крайне неблагоприятным прогнозом. Несмотря на интенсивные исследования, стандартные методы лечения часто ограничены из-за высокой инфильтративности опухолевых клеток и трудностей в их визуализации во время операции. Максимально полное удаление опухоли является важнейшей задачей при хирургии глиобластомы, ведь даже небольшие остатки патогенной ткани могут привести к рецидиву и ухудшению состояния пациента. В этой связи усилия научного сообщества направлены на разработку новейших технологий, способных обеспечить точное определение границ опухоли в режиме реального времени во время хирургического вмешательства. Одним из прорывных направлений является использование молекулярных зондов, чувствительных к метаболическим изменениям, типичным для раковых клеток.
В частности, белковая и жировая метаболическая перепрограммировка опухоли привлекает все больше внимания исследователей. Глиобластома активно использует жирные кислоты как важный источник энергии и строительный материал для быстрого роста и выживания в неблагоприятных условиях, таких как гипоксия или дефицит питательных веществ. Таким образом, флуоресцентные зондовые соединения, способные отслеживать поглощение и метаболизм жирных кислот, становятся эффективным инструментом для выявления злокачественных очагов. Недавние исследования представили инновационный ближний инфракрасный (БИК) молекулярный зонд, в основе которого лежит конъюгация палмитиновой кислоты с клинически одобренным ИК-светоизлучающим красителем индоцианиновым зеленым (ICG). Такая конструкция позволяет эффективно использовать физиологические механизмы захвата долгих цепей жирных кислот клетками, что способствует специфическому накоплению зонда в опухолевой ткани с повышенной потребностью в жирных кислотах.
Преимущества БИК-зондов заключаются в глубоком проникновении света в ткани при длинах волн 700-900 нм, что обеспечивает высокую контрастность и снижает уровень фоново́го излучения от биологических структур. Эти свойства делают их подходящими для неинвазивного наблюдения за опухолью и использования в качестве навигационного инструмента во время операции. За счет стабильности и совместимости с большинством современных хирургических оптических систем, зонд FA-ICG (fatty acid-ICG) позволяет визуализировать даже небольшие участки опухолевого роста и инфильтрации. Проводимые доклинические испытания показали превосходное накопление FA-ICG в клетках глиобластомы в культурах, а также в внутриполостных моделях опухоли у мышей. Этот зонд обеспечивает значительное повышение сигнала в опухолевых очагах по сравнению с классическим ICG, который не связан с жирными кислотами и имеет низкую специфичность.
Эксперименты на модельных животных выявили, что FA-ICG эффективно проходит гематоэнцефалический барьер и сохраняется в опухоли в течение длительного времени, что важно для хирургического применения. Накопление зонда сопровождается отличным сигналом, контрастирующим с окружающими здоровыми тканями мозга. Особое внимание уделялось исследованию возможности применения FA-ICG в условиях реальной хирургической операции. В нескольких предклинических операциях на мышах с имплантированными глиобластомными опухолями была продемонстрирована эффективность зонда для визуализации очагов в режиме реального времени с помощью специальных камер ближнего инфракрасного диапазона. Такой подход обеспечивает хирургам возможность точно отсекать опухолевую ткань, минимизируя повреждение здоровых зон и снижая риск повторных вмешательств.
Что особенно интересно, исследования также включали клинические случаи с использованием FA-ICG для навигации при удалении опухолей у собак с мастоцитомой — опухолью, которая по своей биологии схожа с человеческими злокачественными образованиями. Успешная визуализация и проведение операции под контролем FA-ICG подтверждают потенциал этого метода для дальнейшей трансляции в ветеринарную и медицинскую практики. В сравнении с устоявшейся техникой визуализации с использованием 5-аминолевулиновой кислоты (5-ALA) или свободного ICG, новый FA-ICG зонд имеет ряд существенных преимуществ. 5-ALA требует длительного периода накапливания и ослабляет своей чувствительностью проникновение света в ткани, а также дает сигналы, которые, как было показано, не всегда специфичны только для опухолевых клеток, а могут возникать в воспалительных или иммунных клетках. С другой стороны, свободный ICG быстро выводится из организма и плохо фиксируется в опухоли, что снижает качество изображения и точность хирургического наведения.
FA-ICG благодаря специальной химической конструкции сочетает лучшие свойства ИК-красителя и утраченную токсичность, позволяя направленно ориентироваться на метаболизм жирных кислот опухоли. Применение FA-ICG открывает новые перспективы не только для хирургии глиобластомы, но и для мониторинга динамики опухолевого роста, оценки ответа на терапию и разработки новых лекарств. Регистрация обмена жирных кислот и их использования клетками опухоли помогает лучше понять метаболические особенности рака и выявить новые мишени для терапевтического вмешательства. Внедрение метода может ускорить переход от лабораторных исследований к клиническому применению, что крайне актуально для борьбы с такими агрессивными опухолями, как глиобластома. Стоит отметить, что одна из основных проблем при лечении глиобластомы — сложность выявления четких границ опухоли на фоне окружающей нормальной ткани мозга.
Это особенно важно в условиях операции, поскольку излишнее удаление может вызвать серьезные неврологические последствия, а недостаточное — оставить в организме лазейку для распространения болезни. FA-ICG представляет новый инструмент для решения этой дилеммы, позволяя хирургам видеть опухоль максимально четко и точно ее удалять. В настоящее время научная группа ведет активные исследования по оптимизации состава FA-ICG, изучению фармакокинетики, безопасности и оптимальных режимов дозирования. Предстоит проведение клинических испытаний, которые позволят оценить эффективность зонда у пациентов с глиобластомой и других видов онкологических заболеваний. Помимо мозга, метаболизм жирных кислот важен в различных раковых опухолях, что открывает возможности для широкого применения.
