드물지만 공격적인 뇌종양인 교모세포종은 가장 치명적인 형태의 암이다. 대부분의 환자는 진단 후 약 1년밖에 살지 못한다. 6%만이 5년 동안 생존한다. 종양이 뇌에 있기 때문에 치료가 매우 어렵고 모든 교모세포종은 수술, 방사선 및 화학 요법으로 잠재적으로 억제될 수 있지만 결국 재발한다.
현재 표준 절차는 종양을 외과적으로 제거한 후 방사선 또는 화학 요법을 시행하는 것이다. 불행히도 이러한 암 치료의 충실한 치료법에는 큰 단점이 있다. 방사선은 건강한 조직을 손상시킬 수 있으며 혈액 뇌 장벽으로 알려진 강력한 보호막 덕분에 뇌에 화학 요법을 적용하기가 어렵다.
이제 노스웨스턴 대학의 연구원들은 그 장벽을 여는 방법을 발견하여 보다 효과적인 화학 약물을 더 높은 농도로 뇌에 주입할 수 있게 했다. 새로운 임상 시험에서 그들은 두개골 이식 초음파가 일시적으로 혈액-뇌 장벽을 열어 화학 요법이 뇌의 많은 부분에 침투할 수 있는 창을 만들 수 있음을 보여주었다.
노스웨스턴 파인버그 의과대학의 신경외과 조교수 아담 소나벤드Sonabend는 “이것은 교모세포종 환자에게 잠재적으로 큰 발전”이라고 말했다.
두개골 벽: 클럽 도어를 관리하는 경비원처럼 중추 신경계에는 진동을 뇌에 바로 유지하는 데 사용하는 여러 속성이 있다.
이것들을 통틀어 혈뇌장벽(blood-brain barrier)이라고 부르는데, 여기저기 다니며 순환하는 혈액과 배타적 곤봉인 중추신경계 사이에서 세포, 이온, 분자의 움직임을 엄격히 통제한다. 이것은 뇌를 위한 안정적인 환경을 보장할 뿐만 아니라 바이러스, 박테리아, 독소 및 기타 불쾌한 것들로부터 뇌를 보호한다.
뇌를 안전하고 건전하게 유지하는 것은 일반적으로 좋은 일이지만 혈액-뇌 장벽은 예를 들어 암 치료제와 같은 무언가가 뇌에 도달하기를 원할 때 만만치 않은 도전을 제시한다.
장벽 주변에는 척추에 직접 약물을 투여하거나 두개골을 통과하는 외과적 엔드 어라운드를 포함하여 무자비한 방법이 있다. 연구실에서는 종양에 직접 약물을 투여하는 화학 펌프, 암에 대한 공급 라인 공격, 수술 후 종양이 남긴 구멍을 채우기 위한 특수 젤 등 교모세포종을 치료하기 위한 다양한 방법을 개발하려고 노력하고 있다.
문 열기: 노스웨스턴 팀은 다른 접근 방식을 취하고 있다. 즉, 초음파를 사용하여 일시적으로 장벽을 여는 것이다. 그리고 그들은 이미 임상 시험에 들어갔다.
The Lancet Oncology에 발표된 이 연구는 혈액-뇌 장벽을 일시적으로 개방하기 위해 이식형 초음파를 사용한 최초의 인체 실험이기도 하다.
이 연구는 2020년 10월부터 2022년 2월까지 재발성 교모세포종 환자 17명을 등록했다. 환자들은 종양 절제 수술과 초음파 장치 이식 수술을 받았다. 환자가 깨어 있는 동안 4분간 진행되는 치료는 이식 후 몇 주 이내에 시작되었다.
환자들은 IV 화학 약물인 파클리탁셀을 받았다. 일반적으로 이 약물은 혈액-뇌 장벽을 통과하는 데 어려움을 겪을 것이며 파클리탁셀은 뇌에 직접 주사되었을 때 잠재력을 보였지만 뇌 염증 및 수막염을 포함한 독성 효과와 관련이 있다고 소나벤드는 말했다.
장치에서 나오는 저강도 초음파 펄스가 정맥 내 미세 기포와 결합되었을 때 혈액-뇌 장벽이 약 1시간 동안 열렸다.
소나벤드는 "뇌가 혈류에서 순환하는 약물에 침투할 수 있을 때 초음파 처리 후 중요한 시간 창이 있다."라고 말했다.
결과: 초음파는 뇌의 화학물질 농도를 4~6배 증가시켰다. 치료는 또한 안전하고 내약성이 좋은 것으로 나타났다(이 모든 연구는 측정하도록 설계되었다). 일부 환자는 몇 주마다 최대 6주기의 초음파 처리를 받았다.
이 결과는 재발성 교모세포종 환자에 대한 진행 중인 2상 시험에 정보를 제공했으며, 이 시험은 이 기술이 실제로 환자의 수명을 연장하는지 알아내기 위해 고안되었다. 이 환자들은 다양한 다른 암과의 싸움에서 입증된 파클리탁셀과 카보플라틴의 조합을 받게 된다.
이 기술은 뇌암을 훨씬 뛰어 넘을 수 있다. 초음파 기술은 "다양한 뇌 질환으로 고통받는 수백만 명의 환자를 위한 새로운 약물 기반 치료법을 조사할 수 있는 문을 열어준다"라고 소나벤드는 말했다.
