Duke biomedicīnas inženieri izstrādā divvirzienu pieeju aizkuņģa dziedzera vēža ārstēšanai

Duke biomedicīnas inženieri izstrādā divvirzienu pieeju aizkuņģa dziedzera vēža ārstēšanai

Djūka universitātes biomedicīnas inženieri ir pierādījuši visefektīvāko aizkuņģa dziedzera vēža ārstēšanu, kāda jebkad ir demonstrēta peļu modeļos. Lai gan lielākā daļa eksperimentu ar pelēm uzskata, ka vienkārši augšanas apturēšana ir veiksmīga, jaunā ārstēšana pilnībā likvidēja audzējus 80% peļu vairākos modeļu veidos, tostarp tos, kurus uzskatīja par visgrūtāk ārstējamiem.

Šī pieeja apvieno tradicionālās ķīmijterapijas zāles ar jaunu audzēja apstarošanas metodi. Tā vietā, lai piegādātu starojumu no ārēja stara, kas pārvietojas caur veseliem audiem, ārstēšanas laikā radioaktīvais jods-131 tiek implantēts tieši audzējā želejveida depo, kas aizsargā veselus audus un tiek absorbēts organismā pēc starojuma izbeigšanās.

Rezultāti parādās tiešsaistē 19. oktobrī žurnālā Nature Biomedical Engineering.

"Mēs pētījām vairāk nekā 1100 ārstēšanas veidu preklīniskos modeļos un nekad neatradām rezultātus, kuros audzēji būtu samazinājušies un pazuduši tāpat kā mēs," sacīja Džefs Šaāls, kurš veica pētījumu doktorantūras darba laikā Alan L. Kaganova izcilā Djūkas biomedicīnas inženierijas profesora Ashutosh Chilkoti laboratorijā. "Ja pārējā literatūrā teikts, ka tas, ko mēs redzam, nenotiek, tad mēs zinājām, ka mums ir kaut kas ārkārtīgi interesants."

Lai gan aizkuņģa dziedzera vēzis veido tikai 3,2% no visiem vēža gadījumiem, tas ir trešais galvenais ar vēzi saistītās nāves cēlonis. To ir ļoti grūti ārstēt, jo tā audzējos mēdz attīstīties agresīvas ģenētiskas mutācijas, kas padara to izturīgu pret daudzām zālēm, un to parasti diagnosticē ļoti vēlu, kad tas jau ir izplatījies uz citām ķermeņa vietām.

Pašreizējā vadošā ārstēšana apvieno ķīmijterapiju, kas ilgstoši uztur šūnas radiosensitīvā reproduktīvā stāvoklī, ar starojuma staru, kas vērsts uz audzēju. Tomēr šī pieeja ir neefektīva, ja vien noteikts starojuma slieksnis nesasniedz audzēju. Un, neskatoties uz nesenajiem sasniegumiem starojuma staru veidošanā un virzībā, ir ļoti grūti sasniegt šo slieksni, neriskējot ar nopietnām blakusparādībām.

Vēl viena metode, ko pētnieki ir mēģinājuši, ir implantēt radioaktīvo paraugu titānā tieši audzējā. Tomēr, tā kā titāns bloķē visu starojumu, izņemot gamma starus, kas izplatās tālu ārpus audzēja, tas var palikt ķermenī tikai īsu laiku, pirms apkārtējo audu bojājumi liedz tā mērķi.

"Šobrīd vienkārši nav labs veids, kā ārstēt aizkuņģa dziedzera vēzi," sacīja Šaāls, kurš tagad ir pētniecības direktors Cereius, Inc., biotehnoloģijas jaunuzņēmumā Duremā, Ziemeļkarolīnā, kas strādā, lai komercializētu mērķtiecīgu radionuklīdu terapiju, izmantojot citu tehnoloģiju shēmu.

Lai apietu šīs problēmas, Šaāls nolēma izmēģināt līdzīgu implantācijas metodi, izmantojot vielu, kas izgatavota no elastīnam līdzīgiem polipeptīdiem (ELP), kas ir sintētiskas aminoskābju ķēdes, kas savienotas kopā, veidojot želejveida vielu ar pielāgotām īpašībām. Tā kā Chilkoti laboratorijas uzmanības centrā ir ELP, viņš un kolēģi varēja izstrādāt piegādes sistēmu, kas ir labi piemērota šim uzdevumam.

ELP pastāv šķidrā stāvoklī istabas temperatūrā, bet siltākā cilvēka ķermenī veido stabilu želejveida vielu. Kad ELP tiek ievadīts audzējā kopā ar radioaktīvo elementu, tie veido nelielu depo, kas aptver radioaktīvos atomus. Šajā gadījumā pētnieki izvēlējās izmantot jodu-131, joda radioaktīvo izotopu, jo ārsti to parasti ir izmantojuši ārstniecībā gadu desmitiem un tā bioloģiskā ietekme ir labi zināma.

ELP depo ieskauj jodu-131 un novērš tā noplūdi organismā. Jods-131 izstaro beta starojumu, kas iekļūst biogēlā un gandrīz visu savu enerģiju izdala audzējā, nesasniedzot apkārtējos audus. Laika gaitā ELP depo sadalās aminoskābju sastāvdaļās un tiek absorbēts organismā -; bet ne pirms jods-131 ir sadalījies nekaitīgā ksenona formā.

Beta starojums arī uzlabo ELP biogēla stabilitāti. Tas palīdz depo kalpot ilgāk un sabrūk tikai tad, kad starojums ir izlietots.

Džefs Šaāls, Cereius, Inc. pētniecības direktors.

Jaunajā darbā Schaal un viņa līdzstrādnieki Chilkoti laboratorijā pārbaudīja jauno ārstēšanu kopā ar paklitakselu, plaši lietotu ķīmijterapijas līdzekli, lai ārstētu dažādus aizkuņģa dziedzera vēža modeļus. Viņi izvēlējās aizkuņģa dziedzera vēzi, jo to ir ļoti grūti ārstēt, un cerēja parādīt, ka viņu radioaktīvais audzēja implants radīja sinerģisku efektu ar ķīmijterapiju, kas nenotika ar salīdzinoši īslaicīgu staru terapiju.

Pētnieki pārbaudīja savu pieeju pelēm ar vēzi tieši zem ādas, ko izraisīja dažādas mutācijas, kas zināmas aizkuņģa dziedzera vēža gadījumā. Viņi to arī pārbaudīja ar pelēm ar aizkuņģa dziedzera audzējiem, kurus ir daudz grūtāk ārstēt.

Kopumā testēšana uzrādīja 100% atbildes reakciju visos modeļos, un audzēji tika pilnībā izvadīti aptuveni 80% gadījumu trīs ceturtdaļās modeļu. Pārbaudes arī neatklāja nekādas acīmredzamas blakusparādības, izņemot tikai ķīmijterapiju.

"Mēs uzskatām, ka pastāvīgs starojums ļauj zālēm spēcīgāk mijiedarboties ar to iedarbību, nekā pieļauj ārējā staru terapija," sacīja Šaāls. "Tas liek mums domāt, ka šī pieeja faktiski var darboties labāk nekā ārējā staru terapija daudziem citiem vēža veidiem."

Tomēr pieeja joprojām ir agrīnā preklīniskajā stadijā un tuvākajā nākotnē nebūs pieejama lietošanai cilvēkiem. Pētnieki saka, ka viņu nākamais solis ir lieli pētījumi ar dzīvniekiem, kuros viņiem būs jāpierāda, ka šo paņēmienu var veikt precīzi, izmantojot esošos klīniskos rīkus un endoskopijas metodes, kurās ārsti jau ir apmācīti. Ja tas būs veiksmīgs, viņi centīsies veikt 1. fāzes klīnisko izpēti ar cilvēkiem.

"Mana laboratorija ir strādājusi pie jaunu vēža ārstēšanas metožu izstrādes gandrīz 20 gadus, un šis darbs, iespējams, ir aizraujošākais, ko mēs jebkad esam darījuši, ņemot vērā tā iespējamo ietekmi, jo vēlīnās stadijas aizkuņģa dziedzera vēzi nav iespējams ārstēt un tas vienmēr ir letāls." " teica Chilkoti. "Pacienti ar aizkuņģa dziedzera vēzi ir pelnījuši labākas ārstēšanas iespējas nekā pašlaik, un es esmu apņēmies to nodot klīnikā."

Avots:

Djūka universitāte

Atsauce:

Schaal, JL u.c. (2022) Brahiterapija, izmantojot biopolimēru saistītā 131I depo, kas ir sinerģēts ar nanodaļiņu paklitakselu pret terapiju rezistentos aizkuņģa dziedzera audzējos. Dabiskā biomedicīnas inženierija. doi.org/10.1038/s41551-022-00949-4.

.