Nový diagnostický čip umožňuje rychlé sledování léčby mozkového nádoru

Nový diagnostický čip umožňuje rychlé sledování léčby mozkového nádoru

Nový diagnostický čip vytahuje balíčky uvolněné nádorovými buňkami z krve a ukazuje, zda rakovinné buňky zemřely během infuze chemoterapie.

Vědci z Northwestern Medicine a University of Michigan prokázali, že účinnost chemoterapie u rakoviny mozku, podávaná pomocí techniky, která otevírá hematoencefalickou bariéru, může být monitorována odebráním vzorku krve.

Nový test by mohl pomoci pacientům s formou rakoviny mozku zvanou glioblastom informováním lékařů, zda by měli pokračovat s určitým chemoterapeutickým lékem, změnit lék nebo ukončit léčbu. Studie byla financována především National Institutes of Health.

"Místo toho, abychom museli čekat měsíce, můžeme po jedné dávce vědět, zda konkrétní léčba zabírá," řekl neurochirurg z Northwestern Medicine Adam Sonaband, spoluautor studie zveřejněné v Nature Communications. "To je pro pacienty s glioblastomem obrovské. Mohlo by to potenciálně zabránit pacientům, aby dostávali neúčinnou léčbu po dlouhou dobu, a tím se také vyhnout zbytečným vedlejším účinkům."

Glioblastom je často fatální onemocnění, kdy většina pacientů umírá do dvou let a pouze 10 % pacientů je po pěti letech stále naživu. Nádor vychází z mozku a napadá jej, takže jej nelze zcela odstranit. Některé zbývající rakovinné buňky zůstávají po operaci a vedou k rozvoji nových nádorů. A na rozdíl od jiných typů rakoviny nemůže většina chemoterapeutických léků a léků proti rakovině projít hematoencefalickou bariérou, která chrání mozek před toxiny.

Výzkumníci z Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute provedli dřívější klinickou studii s použitím Carthera's SonoCloud-9 v Lyonu ve Francii - terapeutického ultrazvukového zařízení, které otevřelo hematoencefalickou bariéru asi na hodinu, aby umožnilo chemoterapeutickému léku paclitaxelu vstoupit. Tato nová analýza testující diagnostickou technologii z University of Michigan ukazuje, že otevření hematoencefalické bariéry také umožňuje prosakování obsahu nádoru do krve. Vzorky krve odebrané před a po každé léčbě lze použít k posouzení toho, jak dobře léčba funguje.

Drobné částice zvané extracelulární vezikuly, uvolněné rakovinnými buňkami, plavou v krvi pacienta. Tyto částice působí jako poslové látky a transportují specifické části genetického nádorového materiálu a proteinů. Velkou výzvou je zjistit, jak najít a extrahovat pouze ty, které pocházejí z rakovinných buněk a ne z jiných částí těla.“

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton Profesor chemického inženýrství na UM a spoluautor studie

Tým z Michiganu našel způsob, jak zachytit extracelulární vezikuly a částice (EVP) z rakovinných buněk pomocí specifické molekuly lipidu nebo tuku, které se běžně nacházejí na povrchu exozomu. Izolací ze vzorků krevní plazmy procházející jejich čipem GlioExoChip se z odběrů krve stanou „tekuté biopsie“.

"Buňky využívají ke komunikaci extracelulární vezikuly a částice a EVP mohou být zneužity k progresi onemocnění. Je vzrušující být součástí této technologie, která může úspěšně používat EVP k monitorování léčebné odpovědi u nádorů," řekla Abha Kumari, Ph.D. student chemického inženýrství na UM a spoluprvní autor studie.

EVP z buněk, které během léčby zemřou, je snazší zachytit, protože lipid použitý k zachycení EVP je hojnější. Tým tedy spočítal extracelulární vezikuly pocházející z nádorů před a po každé léčbě a vypočítal poměr vydělením počtu po chemoterapii počtem před chemoterapií. Pokud se tento poměr s každou chemoterapií zvyšoval, léčba byla úspěšná. Pokud se hodnota nezměnila nebo se snížila, léčba byla nakonec považována za neúspěšnou.

"Otevření hematoencefalické bariéry umožňuje měření vezikul odvozených z nádoru v krvi a poskytuje klinicky významný signál tekuté biopsie," řekl Mark Youngblood, rezident neurochirurgie v Northwestern Medicine a spoluprvní autor studie. "GlioExoChip poskytuje rychlý a minimálně invazivní způsob monitorování léčebné odpovědi u onemocnění, kde MRI skeny často poskytují zavádějící výsledky."

Dále vědci ověří své výsledky s jinými terapiemi glioblastomu a budou pokračovat ve studiu užitečnosti detekce extracelulárních vezikulů k posouzení léčby jiných rakovin.

Dodatečnou podporu pro tuto studii poskytl Lou a Jean Malnati Brain Tumor Institute z Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center, Moceri Family Foundation, UM Forbes Institute for Cancer Discovery, U.S. Department of Defense, American Brain Tumor Association, Tap Cancer Out a Focused Ultrasound Foundation. Věcnou podporu poskytla společnost Carthera, výrobce zařízení SonoCloud-9, výzkumného zařízení, které dosud nebylo schváleno mimo klinické zkoušky.

Výzkumníci z Carthery také přispěli k této studii.

Zařízení bylo postaveno v Lurie Nanofabrication Facility. Studie byla provedena s pomocí Michiganského centra pro charakterizaci materiálů, Biointerfaces Institute Nanotechnicum a Proteomics Resource Facility.

Tým požádal o patentovou ochranu s podporou UM Innovation Partnerships a hledá partnery, kteří by technologii uvedli na trh.

Zdroje: