Аквалангисты хорошо знают об опасности пузырьков воздуха, образующихся в крови: кессонная болезнь может привести к гибели. Но пузырьки в кровотоке могут играть и положительную роль. Они могут доставлять лекарства, предотвращать последствия инсультов и даже открывать гемоэнцефалический барьер, что может подсказать новые способы лечения заболеваний мозга.

Несколько десятилетий назад ученые случайно обнаружили, что микропузырьки воздуха в крови делают эхограмму более отчетливой и яркой. Сегодня группа исследователей, называющих себя «пузырьковое сообщество», нашло новое применение для этих пузырьков.

Ультразвук, примененный к микропузырькам в крови, вызывает их колебания, которые усиливают генную терапию и процесс поглощения лекарств в близлежащих клетках, хотя сам механизм этого процесса пока не ясен.

В теории, пузырьки стимулируют естественные поглощающие механизмы, – говорит Элеанор Страйд (Eleanor Stride) из Университетского колледжа Лондона. – Какие именно механизмы – мы пока не можем сказать».

Команда Страйд усилила этот эффект, добавив к микропузырькам магнитные наночастицы. Ученые вводили мышам раствор, содержащий ген биолюминесценции, и суспензию пузырьков, чтобы «примагнитить» пузырьки к одному легкому и применить там ультразвук.

Три дня спустя команда обнаружила биолюминесценцию только в контрольном легком: эксперимент показал, что ген не был выражен где-либо еще. Данные были представлены в прошлом месяце на Конференции по ультразвуку в Институте инженеров по электротехнике и электронике в Сан-Диего, Калифорния (США).

Еще более удивительной является способность микропузырьков открывать гематоэнцефалитический барьер – преграду, которая не пропускает крупные молекулы, включая многие лекарства, двигающиеся по кровотоку к мозгу.

Если вы подвергаете гематоэнцефалитический барьер воздействию пузырьков и ультразвука, вы временно и обратимо увеличиваете его проходимость», – говорит Страйд.

Колеблющиеся микропузырьки могут быть полезны в лечении ударов  – болезней, связанных с нарушением мозгового кровообращения. Кристи Холланд (Christy Holland) из Университета Цинциннати в Огайо и ее коллеги разработали различные типы пузырьков для лечения инсультов у крыс. В ходе недавнего эксперимента ученые наполнила микропузырьки газом ксеноном, который, как известно, защищает клетки мозга от гибели и улучшает кровоток, но труден в применении. Выяснилось, что крысы, которых лечили с помощью пузырьков с ксеноном, после инсульта имели меньшие области мозговых повреждений, чем другие особи, не получавшие такого лечения.

Некоторые научные группы стали пробовать микропузырьки на людях. Группа Андрея Александрова(Andrei Alexandrov) из Университета Алабамы в Бирмингеме испытала на пациентах, перенесших удар примерно в течение трех часов до лечения, одну из трех доз тканевого активатора плазминогена (тАП), который обычно используется для разрушения сгустков, – вместе с пузырьками и ультразвуком и без них.

У 67 процентов тех, кто получил промежуточную дозу тканевого активатора плазминогена с микропузырьками и ультразвуком, кровоток восстановился в течение 2 часов. У тех, кто получил дозу тАП без пузырьков и ультразвука, такой результат наблюдался только у 33 процентов.

Пульсирующие пузырьки помогают тАП достичь связывающие участки в сгустках», – поясняет Александров.

Но остается не решенной проблема безопасности. У двух из 11 человек, получивших наибольшую дозу тАП вместе с ультразвуком, случилось кровоизлияние, в результате которого они скончались. В этих случаях было неясно, что вызвало кровотечение, но есть вероятность, что разрушающиеся пузырьки могли повредить кровеносные сосуды. В следующем году Александров планирует провести еще одно испытание.

Пока сохраняются эти опасения, пузырьки могли бы использоваться в случаях, где основная цель – разрушение. По мнению Страйд, при увеличении энергоинтенсивности ультразвука пузырьки будут вибрировать так сильно, что этой энергии хватит для разрушения кровяных сгустков, опухолей и камней в почках.

По материалам: