Перспективы применения ультразвука различной интенсивности для лечения пациентов со злокачественными глиомами головного мозга

Обоснование. Лечение злокачественных глиом головного мозга включает хирургическое вмешательство, лучевую терапию и химиотерапию с темозоломидом. Однако данное комплексное лечение не предотвращает рецидивы и прогрессирование опухоли, что обусловлено активностью опухолевых клеток и высокой мутационной нагрузкой. Исследователи экспериментируют с фокусированным ультразвуком (ФУЗ) различной интенсивности в лечении глиобластомы (ГБМ). ФУЗ показал обнадёживающие результаты в клинических исследованиях.Цель исследования. В настоящем обзоре приводятся краткие данные об истории становления указанного метода, результатах его применения в экспериментах и клинических испытаниях, а также основные возможные направления его внедрения в нейроонкологии, в частности, для лечения глиобластом, в зависимости от параметров, включая частоту, мощность, длительность импульса и рабочий цикл.Методы. Проведены анализ и интерпретация имеющихся публикаций, для поиска которых использовалась база данных PubMed и ключевые слова «focused ultrasound, glioma, HIFU, LIFU», а также поисковые системы Яндекс и Google и ключевые слова «фокусированный ультразвук, глиомы, HIFU, LIFU».Результаты. ФУЗ низкой интенсивности можно использовать для временного открытия гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), который ограничивает диффузию большинства макромолекул и терапевтических агентов в мозг. Высокоинтенсивный ФУЗ может вызвать абляцию опухоли за счёт гипертермического эффекта, а также стимулировать иммунологическую атаку опухолевых клеток, активировать соносенсибилизаторы для оказания цитотоксического воздействия на опухолевую ткань и может повышать чувствительность опухолей к лучевой терапии. Гистотрипсия вызывает абляцию опухоли посредством акустической кавитации.Заключение. Фокусированный ультразвук является многообещающим потенциальным методом лечения глиом. Дальнейшее изучение в виде клинических испытаний должно определить оптимальные параметры ультразвука для достижения эффективности лечения пациентов со злокачественными опухолями головного мозга.

Background. Treatment for malignant brain gliomas includes surgery, radiation therapy, and chemotherapy with temozolomide. However, this complex treatment does not prevent tumor relapses and progression, which is caused by the activity of tumor cells and a high mutational burden. Researchers are experimenting with different intensity of focused ultrasound (FUS) in the treatment of glioblastoma (GBM). FUS has shown encouraging results in clinical studies.The aim of the study. This review presents brief information on the history of the development of the studied method, the results of its application in experiments and clinical trials, as well as the main possible directions for its implementation in neuro-oncology, in particular, for the treatment of glioblastomas, depending on parameters, including frequency, power, pulse duration and duty cycle.Methods. We carried out an analysis and interpretation of existing publications; for the search, we used the PubMed database and the keywords “focused ultrasound, glioma, HIFU, LIFU”, as well as Yandex and Google search engines and the same keywords in Russian.Results. Low-intensity FUS can be used to temporarily open the blood-brain barrier (BBB), which limits the diffusion of most macromolecules and therapeutic agents into the brain. High-intensity FUS can cause tumor ablation due to a hyperthermic effect, and also stimulate an immunological attack of tumor cells, activate sonosensitizers to exert a cytotoxic effect on tumor tissue, and can increase the sensitivity of tumors to radiation therapy. Histotripsy causes tumor ablation through acoustic cavitation.Conclusion. Focused ultrasound is a promising potential treatment for gliomas. Further study in the form of clinical trials should determine the optimal ultrasound parameters to achieve effective treatment for patients with malignant brain tumors.