Το νέο διαγνωστικό τσιπ επιτρέπει την ταχεία παρακολούθηση της θεραπείας του όγκου του εγκεφάλου

Το νέο διαγνωστικό τσιπ επιτρέπει την ταχεία παρακολούθηση της θεραπείας του όγκου του εγκεφάλου

Νέο διαγνωστικό τσιπ τραβάει πακέτα που απελευθερώνονται από κύτταρα όγκου από το αίμα και δείχνει εάν τα καρκινικά κύτταρα πέθαναν κατά τη διάρκεια της έγχυσης χημειοθεραπείας.

Ερευνητές στο Northwestern Medicine και στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν έδειξαν ότι η αποτελεσματικότητα της χημειοθεραπείας για τον καρκίνο του εγκεφάλου, που χορηγείται χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ανοίγει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, μπορεί να παρακολουθηθεί με τη λήψη δείγματος αίματος.

Το νέο τεστ θα μπορούσε να βοηθήσει ασθενείς με μια μορφή καρκίνου του εγκεφάλου που ονομάζεται γλοιοβλάστωμα, ενημερώνοντας τους γιατρούς εάν πρέπει να συνεχίσουν με ένα συγκεκριμένο φάρμακο χημειοθεραπείας, να αλλάξουν το φάρμακο ή να σταματήσουν τη θεραπεία. Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε κυρίως από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.

«Αντί να πρέπει να περιμένουμε μήνες, μπορούμε να γνωρίζουμε μετά από μία δόση εάν μια συγκεκριμένη θεραπεία λειτουργεί», δήλωσε ο νευροχειρουργός της Northwestern Medicine Adam Sonaband, συν-συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications. "Αυτό είναι τεράστιο για τους ασθενείς με γλοιοβλάστωμα. Θα μπορούσε ενδεχομένως να αποτρέψει τους ασθενείς από το να λαμβάνουν αναποτελεσματικές θεραπείες για μεγάλα χρονικά διαστήματα, αποφεύγοντας έτσι τις περιττές παρενέργειες."

Το γλοιοβλάστωμα είναι μια συχνά θανατηφόρα ασθένεια με τους περισσότερους ασθενείς να πεθαίνουν μέσα σε δύο χρόνια και μόνο το 10% των ασθενών είναι ακόμα ζωντανοί μετά από πέντε χρόνια. Ο όγκος προκύπτει από τον εγκέφαλο και εισβάλλει σε αυτόν, επομένως δεν μπορεί να αφαιρεθεί πλήρως. Μερικά εναπομείναντα καρκινικά κύτταρα παραμένουν μετά την επέμβαση και οδηγούν στην ανάπτυξη νέων όγκων. Και σε αντίθεση με άλλους τύπους καρκίνου, τα περισσότερα φάρμακα χημειοθεραπείας και αντικαρκινικά φάρμακα δεν μπορούν να περάσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ο οποίος προστατεύει τον εγκέφαλο από τις τοξίνες.

Ερευνητές στο Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute διεξήγαγαν μια προηγούμενη κλινική δοκιμή χρησιμοποιώντας το SonoCloud-9 της Carthera στη Λυών της Γαλλίας - μια θεραπευτική συσκευή υπερήχων που άνοιξε τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό για περίπου μία ώρα για να επιτρέψει στο χημειοθεραπευτικό φάρμακο paclitaxel να εισέλθει. Αυτή η νέα ανάλυση, που δοκιμάζει διαγνωστική τεχνολογία από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, δείχνει ότι το άνοιγμα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού επιτρέπει επίσης στο περιεχόμενο του όγκου να διαρρεύσει στο αίμα. Τα δείγματα αίματος που λαμβάνονται πριν και μετά από κάθε θεραπεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκτιμηθεί πόσο καλά λειτουργεί μια θεραπεία.

Μικροσκοπικά σωματίδια που ονομάζονται εξωκυτταρικά κυστίδια, που απελευθερώνονται από τα καρκινικά κύτταρα, επιπλέουν στο αίμα του ασθενούς. Αυτά τα σωματίδια δρουν ως αγγελιαφόρες ουσίες και μεταφέρουν συγκεκριμένα μέρη γενετικού υλικού όγκου και πρωτεϊνών. Η μεγάλη πρόκληση είναι να ανακαλύψουμε πώς να βρούμε και να εξαγάγουμε μόνο εκείνα που προέρχονται από καρκινικά κύτταρα και όχι από άλλα μέρη του σώματος».

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton Καθηγητής Χημικής Μηχανικής στο UM και συν-συγγραφέας της μελέτης

Η ομάδα του Μίσιγκαν βρήκε έναν τρόπο να συλλαμβάνει εξωκυτταρικά κυστίδια και σωματίδια (EVPs) από καρκινικά κύτταρα χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο μόριο λιπιδίου ή λίπους, που βρίσκεται συνήθως στην επιφάνεια του εξωσώματος. Με την απομόνωση από δείγματα πλάσματος αίματος που διατρέχουν το GlioExoChip, οι αιμοληψίες γίνονται «υγρή βιοψία».

"Τα κύτταρα χρησιμοποιούν εξωκυτταρικά κυστίδια και σωματίδια για επικοινωνία και τα EVP μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατάχρηση για την εξέλιξη της νόσου. Είναι συναρπαστικό να συμμετέχουμε σε αυτήν την τεχνολογία που μπορεί να χρησιμοποιήσει με επιτυχία EVPs για την παρακολούθηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία σε όγκους", δήλωσε ο Abha Kumari, Ph.D. φοιτητής στη χημική μηχανική στο UM και συν-πρώτος συγγραφέας της μελέτης.

Τα EVP από κύτταρα που πεθαίνουν κατά τη διάρκεια της θεραπείας είναι πιο εύκολο να συλληφθούν επειδή το λιπίδιο που χρησιμοποιείται για τη σύλληψη των EVPs είναι πιο άφθονο. Έτσι, η ομάδα μέτρησε τα εξωκυτταρικά κυστίδια που προέρχονταν από όγκους πριν και μετά από κάθε θεραπεία και υπολόγισε μια αναλογία διαιρώντας τον αριθμό μετά τη χημειοθεραπεία με τον αριθμό πριν από τη χημειοθεραπεία. Εάν αυτή η αναλογία αυξανόταν με κάθε συνεδρία χημειοθεραπείας, η θεραπεία ήταν επιτυχής. Εάν η τιμή παρέμενε αμετάβλητη ή μειωνόταν, η θεραπεία θεωρήθηκε τελικά ανεπιτυχής.

«Το άνοιγμα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού επιτρέπει τη μέτρηση των κυστιδίων που προέρχονται από όγκο στο αίμα, παρέχοντας ένα κλινικά σημαντικό σήμα υγρής βιοψίας», δήλωσε ο Mark Youngblood, κάτοικος νευροχειρουργικής στο Northwestern Medicine και συν-πρώτος συγγραφέας της μελέτης. «Το GlioExoChip παρέχει έναν γρήγορο και ελάχιστα επεμβατικό τρόπο παρακολούθησης της ανταπόκρισης στη θεραπεία σε μια ασθένεια όπου οι μαγνητικές τομογραφίες συχνά παράγουν παραπλανητικά αποτελέσματα».

Στη συνέχεια, οι ερευνητές θα επικυρώσουν τα αποτελέσματά τους με άλλες θεραπείες γλοιοβλαστώματος και θα συνεχίσουν να μελετούν τη χρησιμότητα της ανίχνευσης εξωκυτταρικών κυστιδίων για την αξιολόγηση της θεραπείας άλλων καρκίνων.

Πρόσθετη υποστήριξη για αυτή τη μελέτη παρείχε το Lou and Jean Malnati Brain Tumor Institute του Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center, το Moceri Family Foundation, το UM Forbes Institute for Cancer Discovery, το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ, την American Brain Tumor Association, Tap Cancer Out και το Focused Ultrasound Foundation. Υποστήριξη σε είδος παρείχε η Carthera, ο κατασκευαστής της συσκευής SonoCloud-9, μιας ερευνητικής συσκευής που δεν έχει ακόμη εγκριθεί εκτός κλινικών δοκιμών.

Οι ερευνητές της Carthera συνέβαλαν επίσης σε αυτή τη μελέτη.

Η συσκευή κατασκευάστηκε στο Lurie Nanofabrication Facility. Η μελέτη διεξήχθη με τη βοήθεια του Michigan Center for Materials Characterization, του Biointerfaces Institute Nanotechnicum και του Proteomics Resource Facility.

Η ομάδα έχει υποβάλει αίτηση για προστασία διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας με την υποστήριξη της UM Innovation Partnerships και αναζητά συνεργάτες για να φέρει την τεχνολογία στην αγορά.

Πηγές: