Ny diagnostisk chip muliggør hurtig overvågning af hjernetumorbehandling

Ny diagnostisk chip muliggør hurtig overvågning af hjernetumorbehandling

Ny diagnostisk chip trækker pakker frigivet af tumorceller fra blodet og viser, om kræftceller døde under kemoterapiinfusion.

Forskere ved Northwestern Medicine og University of Michigan har vist, at effektiviteten af ​​kemoterapi mod hjernekræft, leveret ved hjælp af en teknik, der åbner blod-hjerne-barrieren, kan overvåges ved at tage en blodprøve.

Den nye test kan hjælpe patienter med en form for hjernekræft kaldet glioblastom ved at informere lægerne, om de skal fortsætte med et bestemt kemoterapipræparat, ændre lægemidlet eller stoppe behandlingen. Undersøgelsen blev primært finansieret af National Institutes of Health.

"I stedet for at skulle vente måneder, kan vi efter en dosis vide, om en bestemt behandling virker," sagde Northwestern Medicine neurokirurg Adam Sonaband, medforfatter af undersøgelsen offentliggjort i Nature Communications. "Dette er enormt for glioblastompatienter. Det kan potentielt forhindre patienter i at modtage ineffektive behandlinger i lange perioder og derved også undgå unødvendige bivirkninger."

Glioblastom er en hyppigt dødelig sygdom, hvor de fleste patienter dør inden for to år, og kun 10 % af patienterne er stadig i live efter fem år. Tumoren opstår fra hjernen og invaderer den, så den kan ikke fjernes helt. Nogle resterende kræftceller forbliver efter operationen og fører til udvikling af nye tumorer. Og i modsætning til andre former for kræft kan de fleste kemoterapi- og kræftlægemidler ikke krydse blod-hjerne-barrieren, som beskytter hjernen mod toksiner.

Forskere ved Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute gennemførte et tidligere klinisk forsøg med Cartheras SonoCloud-9 i Lyon, Frankrig - et terapeutisk ultralydsapparat, der åbnede blod-hjerne-barrieren i omkring en time for at tillade kemoterapi-lægemidlet paclitaxel at komme ind. Denne nye analyse, der tester diagnostisk teknologi fra University of Michigan, viser, at åbningen af ​​blod-hjerne-barrieren også tillader tumorindhold at lække ind i blodet. Blodprøver taget før og efter hver behandling kan bruges til at vurdere, hvor godt en behandling virker.

Små partikler kaldet ekstracellulære vesikler, frigivet af kræftcellerne, flyder i patientens blod. Disse partikler fungerer som budbringerstoffer og transporterer specifikke dele af genetisk tumormateriale og proteiner. Den store udfordring er at finde ud af, hvordan man kun kan finde og udvinde dem, der kommer fra kræftceller og ikke fra andre dele af kroppen."

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton professor i kemiteknik ved UM og medforfatter af undersøgelsen

Michigan-teamet fandt en måde at fange ekstracellulære vesikler og partikler (EVP'er) fra kræftceller ved hjælp af et specifikt lipid eller fedtmolekyle, der almindeligvis findes på overfladen af ​​exosomet. Ved at isolere fra blodplasmaprøver, der løber gennem deres GlioExoChip, bliver blodudtagninger til "flydende biopsier."

"Celler bruger ekstracellulære vesikler og partikler til kommunikation, og EVP'er kan misbruges til sygdomsprogression. Det er spændende at være en del af denne teknologi, der med succes kan bruge EVP'er til at overvåge behandlingsrespons i tumorer," siger Abha Kumari, en Ph.D. studerende i kemiingeniør ved UM og medførsteforfatter på undersøgelsen.

EVP'er fra celler, der dør under behandlingen, er nemmere at fange, fordi lipidet, der bruges til at fange EVP'erne, er mere rigeligt. Så holdet talte de ekstracellulære vesikler, der kom fra tumorer før og efter hver behandling og beregnede et forhold ved at dividere post-kemoterapi-antallet med præ-kemoterapi-tællingen. Hvis dette forhold steg med hver kemoterapi session, var behandlingen vellykket. Hvis værdien forblev uændret eller faldet, blev behandlingen i sidste ende betragtet som mislykket.

"At åbne blod-hjerne-barrieren tillader måling af tumor-afledte vesikler i blodet, hvilket giver et klinisk meningsfuldt flydende biopsi-signal," sagde Mark Youngblood, en neurokirurgisk beboer ved Northwestern Medicine og medførsteforfatter af undersøgelsen. "GlioExoChip giver en hurtig og minimalt invasiv måde at overvåge behandlingsrespons i en sygdom, hvor MR-scanninger ofte giver vildledende resultater."

Dernæst vil forskerne validere deres resultater med andre glioblastomterapier og fortsætte med at studere nytten af ​​at påvise ekstracellulære vesikler for at vurdere behandling af andre kræftformer.

Yderligere støtte til denne undersøgelse blev ydet af Lou og Jean Malnati Brain Tumor Institute i Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center, Moceri Family Foundation, UM Forbes Institute for Cancer Discovery, US Department of Defense, American Brain Tumor Association, Tap Cancer Out og Focused Ultrasound Foundation. Natural support blev leveret af Carthera, producenten af ​​SonoCloud-9-enheden, en undersøgelsesenhed, der endnu ikke er godkendt uden for kliniske forsøg.

Carthera-forskere bidrog også til denne undersøgelse.

Enheden blev bygget på Lurie Nanofabrication Facility. Undersøgelsen blev udført med hjælp fra Michigan Center for Materials Characterization, Biointerfaces Institute Nanotechnicum og Proteomics Resource Facility.

Holdet har ansøgt om patentbeskyttelse med støtte fra UM Innovation Partnerships og leder efter partnere til at bringe teknologien på markedet.

Kilder: