ככל שגידולים במוח גדלים, עליהם לעשות אחד משני דברים: לדחוף את המוח או להשתמש בתוספים דמויי אצבעות כדי לפלוש ולהשמיד את הרקמה הסובבת.
מחקרים קודמים מצאו גידולים שדוחפים – או מכניסים כוח מכני על המוח – גורמים לתפקוד נוירולוגי יותר מאשר גידולים ההורסים את הרקמות. אבל מה עוד אפשר לומר לנו טקטיקות שונות של צמיחת הגידול?
כעת, אותו צוות חוקרים מאוניברסיטת נוטרדאם, בית הספר לרפואה של הרווארד/בית החולים הכללי של מסצ'וסטס, ואוניברסיטת בוסטון פיתח טכניקה למדידת הכוח המכני של גידול מוח ומודל חדש כדי להעריך כמה רקמות המוח איבד חולה. פורסם ב מחקר קליני לסרטןהמחקר מסביר כיצד מדידות אלה עשויות לעזור ליידע את הטיפול בחולים ולאמץ לזרימת העבודה היומית של המנתחים.
במהלך ניתוח הסרת גידולים במוח, נוירוכירורגים לוקחים פרוסה מהגידול, מניחים אותו על מגלשה ושולחים אותו לפתולוג בזמן אמת כדי לאשר איזה סוג גידול הוא. לגידולים המתעוררים במקור במוח, כמו גליובלסטומה, נקבעים טיפולים שונים מאשר גידולים שמגיעים גרורות למוח מאיברים אחרים כמו ריאה או שד, כך שהבדלים אלה מודיעים על טיפול פוסט-כירורגי. על ידי הוספת צעד של שתי דקות להליך המנתח, הצלחנו להבחין בין גידול גליובלסטומה לעומת גידול גרורתי המבוסס על כוח מכני בלבד. "
Meenal Datta, עוזר פרופסור לחלל וחלל והנדסת מכונות בנוטרדאם וסופר המחקר המוביל של המחקר
DATTA ומשתפי פעולה אספו נתונים מ- 30 MRIs לפני הניתוח של המטופלים והקרניוטומיות שלהם, הכוללות חשיפת המוח ושימוש בטכנולוגיית נוירוניציות מוחיות. טכנולוגיה זו מספקת למנתחים הדמיה בתלת מימד בזמן אמת במהלך ניתוחים מוחיים ונחשבת לרוב זמינה להליכים נוירולוגיים. נוירוכירורגים יכולים להשתמש בטכניקה זו כדי למדוד את הבליטה הנגרמת כתוצאה מנפיחות מוחית מהכוחות המכניים של הגידול לפני הניתוח הגידול.
ואז נעשה שימוש בנתוני מטופלים אלה כדי לקבוע אם רקמת המוח נעקרת על ידי הכוח המכני של הגידול או הוחלפה על ידי גידול. החוקרים מצאו שכאשר יש כוח מכני יותר במוח (תזוזה), הנפיחות תהיה מהותית יותר. אך כאשר גידול פולש והורס רקמות מסביב (החלפה), הנפיחות תהיה פחות משמעותית.
החוקרים יצרו מודלים חישוביים המבוססים על מערכת נקודה של מדידות ומודלים ביו -מכניים שניתן להשתמש בהם על ידי רופאים כדי למדוד את הבליטה המוחית של המטופל, כדי לקבוע את הכוח המכני שהופעל על ידי הגידול, וכדי לקבוע את כמות רקמת המוח שאבדה אצל כל מטופל.
מחקר זה ממומן על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, קרן המדע הלאומית ויסודות מחקרי סרטן שונים, והוא בין הראשונים להראות כיצד מכניקה יכולה להבחין בין סוגי הגידולים.
"הכרת הכוח המכני של גידול יכולה להועיל לקלינאי מכיוון שהיא יכולה ליידע אסטרטגיות מטופלים כדי להקל על התסמינים. לעיתים חולים מקבלים סטרואידים להפחתת נפיחות מוחית, או חומרים אנטי -פסיכוטיים כדי להתמודד עם השפעות נוירולוגיות של גידולים", אמר דטה, סניף של מכון מחקרי סרטן הרפר של נוטרדאם. דאטה הראתה לאחרונה כי אפילו תרופות נוחות ונמצאות בשימוש נרחב של לחץ דם יכולות להתמודד עם השפעות אלה. "אנו מקווים שהמדידה הזו הופכת לרלוונטית עוד יותר וכי היא יכולה לעזור לחזות תוצאות של כימותרפיה ואימונותרפיה."
כדי לקבל מושג טוב יותר על מה עוד כוח מכני יכול להעיד, צוות המחקר השתמש במודלים של בעלי חיים של שלושה גידולים מוחיים שונים: גרורות סרטן השד למוח, גליובלסטומה ואפנדימומה בילדות.
בגידול גרורות בסרטן השד, החוקרים השתמשו בסוג של כימותרפיה שידוע כפועלת בהפחתת גודל הגידול במוח. בזמן שהמתין לגידול שיגיב לכימותרפיה, הצוות מצא כי הפחתה בכוח המכני השתנתה לפני שהוכח כי גודל הגידול משתנה בהדמיה.
"במודל זה הראינו שכוח מכני הוא קריאה רגישה יותר של תגובת הכימותרפיה מאשר גודל הגידול", אמרה דטה. "מכניקה היא סוג של מחלות-אגנוסטיות בכך שהם יכולים להיות חשובים ללא קשר לאיזה גידול אתה מסתכל."
דטה מקווה שרופאים ישתמשו במודלים של המטופלים מהמחקר כדי להמשיך ולהגדיל את הבנת התחום כיצד כוח מכני יכול לשפר את ניהול הטיפול בחולים.
בנוסף לדאטה, מחברי המובילה המשותפת כוללים את האדי ט. ניא באוניברסיטת בוסטון, אשווין ס. קומאר בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס ובבית הספר לרפואה של הרווארד, וסעיד סירי בנוטרדאם. משתפי פעולה אחרים כוללים את ג'ינו ב. פררו, סמפורנה צ'טרג'י, ג'פרי מ. מק'הוג, פטריק ר. נג, טימותי ר. ווסט, אוטו ראפאלינו, בריאן ד. צ'וי, בריאן ו. נהד, לאנס ל. מון וראשש ק. ג'יין, כולם בבית החולים הכללי של מסכושטס ובבית הספר לרפואה הרווארד.
דאטה מזוהה גם עם מכון ה- ECK של נוטרדאם לבריאות העולמית, מכון ברת'אום לבריאות דיוק, נדנו, מרכז וורן לגילוי סמים, המכון למשפחת לוסי לנתונים וחברה והמרכז הבולרי-פרסיי למחלות נדירות. היא גם חברה בפקולטה במקביל במחלקה להנדסה כימית וביומולקולרית ויועצת סגל לתוכניות הבוגרים של נוטרדאם בהנדסה ביולוגית ומדעי החומרים והנדסה.
