Duke biomedicinos inžinieriai kuria dvipusį kasos vėžio gydymo metodą

Duke biomedicinos inžinieriai kuria dvipusį kasos vėžio gydymo metodą

Duke universiteto biomedicinos inžinieriai pademonstravo veiksmingiausią kasos vėžio gydymą, kuris kada nors buvo parodytas pelių modeliuose. Nors dauguma eksperimentų su pelėmis mano, kad tiesiog augimo sustabdymas yra sėkmingas, naujasis gydymas visiškai pašalino navikus 80% pelių kelių modelių tipuose, įskaitant tuos, kurie laikomi sunkiausiais gydomais.

Šis metodas derina tradicinius chemoterapinius vaistus su nauju naviko švitinimo metodu. Užuot skleidžiant spinduliuotę iš išorinio pluošto, kuris sklinda per sveikus audinius, gydymo metu radioaktyvusis jodas-131 implantuojamas tiesiai į naviką gelio pavidalo saugykloje, kuri apsaugo sveikus audinius ir yra absorbuojama organizme pasibaigus spinduliuotei.

Rezultatai rodomi internete spalio 19 d. žurnale Nature Biomedical Engineering.

„Ikiklinikiniais modeliais ištyrėme daugiau nei 1100 gydymo būdų ir niekada neradome rezultatų, kad augliai susitrauktų ir išnyktų taip, kaip mes“, – sakė Jeffas Schaalas, atlikęs tyrimą doktorantūros studijų metu Ashutosh Chilkoti, Alano L. Kaganovo išskirtinio Duke biomedicinos inžinerijos profesoriaus, laboratorijoje. „Jei likusioje literatūroje rašoma, kad tai, ką matome, nevyksta, žinojome, kad turime kažką labai įdomaus.

Nors kasos vėžys sudaro tik 3,2% visų vėžio atvejų, jis yra trečia pagrindinė su vėžiu susijusių mirčių priežastis. Ją labai sunku gydyti, nes jos augliams būdingos agresyvios genetinės mutacijos, dėl kurių jis tampa atsparus daugeliui vaistų, ir paprastai diagnozuojamas labai vėlai, kai jau išplito į kitas kūno vietas.

Šiuo metu pirmaujantis gydymas derina chemoterapiją, kuri ilgą laiką išlaiko ląsteles radioaktyvioje reprodukcinėje būsenoje, su spinduliu, nukreiptu į naviką. Tačiau šis metodas yra neveiksmingas, nebent tam tikras spinduliuotės slenkstis pasiekia naviką. Ir nepaisant pastarojo meto pažangos formuojant ir nukreipiant spinduliuotės pluoštus, labai sunku pasiekti šią ribą nerizikuojant rimtų šalutinių poveikių.

Kitas metodas, kurį bandė tyrėjai, yra implantuoti radioaktyvųjį titano mėginį tiesiai į naviką. Tačiau kadangi titanas blokuoja visą spinduliuotę, išskyrus gama spindulius, kurie sklinda toli už naviko ribų, jis gali likti kūne tik trumpą laiką, kol aplinkinių audinių pažeidimas nepaneigia jo paskirties.

„Šiuo metu tiesiog nėra tinkamo būdo gydyti kasos vėžį“, – sakė Schalas, kuris dabar yra „Cereius, Inc.“, biotechnologijų startuolio Durhame (Šiaurės Karolina), tyrimų direktorius, kuris siekia komercializuoti tikslinę radionuklidų terapiją taikant kitokios technologijos režimą.

Siekdamas išspręsti šias problemas, Schaal nusprendė išbandyti panašų implantavimo metodą, naudodamas medžiagą, pagamintą iš elastino tipo polipeptidų (ELP), kurie yra sintetinės aminorūgščių grandinės, sujungtos kartu, kad susidarytų gelio pavidalo medžiaga, pasižyminti pritaikytomis savybėmis. Kadangi Chilkoti laboratorijos dėmesio centre yra ELP, jis ir kolegos sugebėjo sukurti pristatymo sistemą, puikiai tinkančią šiai užduočiai.

ELP yra skystos būsenos kambario temperatūroje, tačiau šiltesniame žmogaus kūne sudaro stabilią gelio pavidalo medžiagą. Kai ELP švirkščiamas į naviką kartu su radioaktyviuoju elementu, jie sudaro nedidelį depą, apimantį radioaktyvius atomus. Šiuo atveju mokslininkai pasirinko naudoti jodą-131, radioaktyvųjį jodo izotopą, nes gydytojai jau dešimtmečius dažniausiai jį naudojo medicininiam gydymui, o jo biologinis poveikis yra gerai žinomas.

ELP saugykla supa jodą-131 ir neleidžia jam nutekėti į kūną. Jodas-131 skleidžia beta spinduliuotę, kuri prasiskverbia pro biogelį ir beveik visą energiją išskiria į naviką, nepasiekdama aplinkinių audinių. Laikui bėgant, ELP depas skyla į aminorūgščių komponentus ir yra absorbuojamas organizmo -; bet tik tada, kai jodas-131 suirs į nekenksmingą ksenono formą.

Beta spinduliuotė taip pat pagerina ELP biogelio stabilumą. Tai padeda saugyklai tarnauti ilgiau ir žlunga tik tada, kai išnaudojama spinduliuotė.

Jeffas Schaalas, „Cereius, Inc.“ tyrimų direktorius.

Naujame darbe Schaal ir jo bendradarbiai Chilkoti laboratorijoje išbandė naują gydymą kartu su paklitakseliu, dažniausiai naudojamu chemoterapiniu vaistu, skirtu įvairiems kasos vėžio modeliams gydyti. Jie pasirinko kasos vėžį, nes žinoma, kad jį sunku gydyti, ir tikėjosi parodyti, kad jų radioaktyvaus naviko implantas davė sinergetinį poveikį chemoterapijai, kurio nepasireiškė taikant santykinai trumpalaikę spindulinę terapiją.

Tyrėjai išbandė savo požiūrį su pelėmis, sergančiomis vėžiu po oda, kurį sukėlė įvairios mutacijos, kurios, kaip žinoma, atsiranda sergant kasos vėžiu. Jie taip pat išbandė jį su pelėmis, turinčiomis kasos navikų, kuriuos gydyti daug sunkiau.

Apskritai, bandymai parodė 100% atsako dažnį visuose modeliuose, o augliai buvo visiškai pašalinti maždaug 80% atvejų trimis ketvirtadaliais modelių. Tyrimai taip pat neatskleidė jokio akivaizdaus šalutinio poveikio, išskyrus vien tik chemoterapiją.

„Manome, kad nuolatinė spinduliuotė leidžia vaistams stipriau sąveikauti su jų poveikiu, nei leidžia išorinė spindulinė terapija“, - sakė Schaal. "Tai verčia mus manyti, kad šis metodas iš tikrųjų gali veikti geriau nei išorinė spindulinė terapija daugeliui kitų vėžio tipų."

Tačiau šis metodas vis dar yra ankstyvosiose ikiklinikinėse stadijose ir artimiausioje ateityje jo nebus galima naudoti žmonėms. Tyrėjai teigia, kad kitas jų žingsnis – dideli tyrimai su gyvūnais, kurių metu jie turės parodyti, kad šią techniką galima tiksliai atlikti naudojant esamas klinikines priemones ir endoskopijos metodus, kurių gydytojai jau yra apmokyti. Jei pavyks, jie sieks 1 fazės klinikinio tyrimo su žmonėmis.

„Mano laboratorija beveik 20 metų dirba kurdama naujus vėžio gydymo būdus, o šis darbas, ko gero, yra pats įdomiausias, kokį mes kada nors atlikome, atsižvelgiant į jo galimą poveikį, nes vėlyvosios stadijos kasos vėžio neįmanoma gydyti ir jis visada yra mirtinas. " sakė Chilkoti. "Pacientai, sergantys kasos vėžiu, nusipelno geresnių gydymo galimybių, nei yra šiuo metu, ir aš esu įsipareigojęs tai pristatyti klinikai."

Šaltinis:

Duke universitetas

Nuoroda:

Schaal, JL ir kt. (2022). Natūrali biomedicinos inžinerija. doi.org/10.1038/s41551-022-00949-4.

.