Uusi diagnostinen siru mahdollistaa aivokasvainhoidon nopean seurannan

Uusi diagnostinen siru mahdollistaa aivokasvainhoidon nopean seurannan

Uusi diagnostinen siru vetää kasvainsolujen vapauttamia paketteja verestä ja näyttää, kuolivatko syöpäsolut kemoterapia-infuusion aikana.

Northwestern Medicinen ja Michiganin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että veri-aivoesteen avaavalla tekniikalla toimitetun aivosyövän kemoterapian tehokkuutta voidaan seurata ottamalla verinäyte.

Uusi testi voi auttaa potilaita, joilla on glioblastooma-niminen aivosyöpä, kertomalla lääkäreille, pitäisikö heidän jatkaa tietyn kemoterapialääkkeen käyttöä, vaihtaa lääkettä vai lopettaa hoito. Tutkimuksen rahoitti pääasiassa National Institutes of Health.

"Sen sijaan, että joutuisimme odottamaan kuukausia, voimme tietää yhden annoksen jälkeen, toimiiko tietty hoito", sanoi Northwestern Medicinen neurokirurgi Adam Sonaband, Nature Communicationsissa julkaistun tutkimuksen toinen kirjoittaja. "Tämä on valtava merkitys glioblastoomapotilaille. Se voi mahdollisesti estää potilaita saamasta tehottomia hoitoja pitkiä aikoja, jolloin vältytään myös tarpeettomilta sivuvaikutuksilta."

Glioblastooma on usein kuolemaan johtava sairaus, jossa useimmat potilaat kuolevat kahden vuoden sisällä ja vain 10 % potilaista on edelleen elossa viiden vuoden kuluttua. Kasvain syntyy aivoista ja tunkeutuu niihin, joten sitä ei voida poistaa kokonaan. Jotkut jäljellä olevat syöpäsolut jäävät leikkauksen jälkeen ja johtavat uusien kasvainten kehittymiseen. Ja toisin kuin muut syövät, useimmat kemoterapialääkkeet ja syöpälääkkeet eivät voi ylittää veri-aivoestettä, joka suojaa aivoja myrkyiltä.

Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Instituten tutkijat suorittivat aikaisemman kliinisen tutkimuksen käyttämällä Cartheran SonoCloud-9:ää Lyonissa Ranskassa - terapeuttista ultraäänilaitetta, joka avasi veri-aivoesteen noin tunniksi päästääkseen kemoterapialääkkeen paklitakselin sisään. Tämä uusi analyysi, jossa testataan Michiganin yliopiston diagnostiikkatekniikkaa, osoittaa, että veri-aivoesteen avautuminen mahdollistaa myös kasvaimen sisällön vuotamisen vereen. Ennen jokaista hoitoa ja sen jälkeen otettujen verinäytteiden avulla voidaan arvioida, kuinka hyvin hoito toimii.

Pienet hiukkaset, joita kutsutaan solunulkoisiksi rakkuloiksi ja joita syöpäsolut vapauttavat, kelluvat potilaan veressä. Nämä hiukkaset toimivat lähettiaineina ja kuljettavat geneettisen kasvainmateriaalin ja proteiinien tiettyjä osia. Suuri haaste on selvittää, kuinka löytää ja erottaa vain ne, jotka tulevat syöpäsoluista, ei muista kehon osista.

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton UM:n kemiantekniikan professori ja tutkimuksen toinen kirjoittaja

Michigan-tiimi löysi tavan siepata solunulkoisia rakkuloita ja hiukkasia (EVP:t) syöpäsoluista käyttämällä spesifistä lipidi- tai rasvamolekyyliä, jota esiintyy yleisesti eksosomin pinnalla. Eristämällä veriplasmanäytteistä, jotka ajetaan GlioExoChipin läpi, verinäytteestä tulee "nestebiopsia".

"Solut käyttävät solunulkoisia rakkuloita ja hiukkasia kommunikaatioon, ja EVP:itä voidaan käyttää väärin taudin etenemiseen. On jännittävää olla osa tätä tekniikkaa, joka voi menestyksekkäästi käyttää EVP:itä kasvainten hoitovasteen seurantaan", sanoi tohtori Abha Kumari. UM:n kemiantekniikan opiskelija ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja.

Hoidon aikana kuolleista soluista peräisin olevat EVP:t on helpompi siepata, koska EVP:iden sieppaamiseen käytetty lipidi on runsaampi. Joten ryhmä laski solunulkoiset rakkulat, jotka olivat peräisin kasvaimista ennen jokaista hoitoa ja sen jälkeen ja laskivat suhteen jakamalla solunsalpaajahoidon jälkeisen määrän kemoterapiaa edeltävällä määrällä. Jos tämä suhde kasvoi jokaisen kemoterapiaistunnon myötä, hoito onnistui. Jos arvo pysyi ennallaan tai laski, hoito katsottiin lopulta epäonnistuneeksi.

"Veri-aivoesteen avaaminen mahdollistaa kasvaimesta peräisin olevien rakkuloiden mittaamisen veressä ja tarjoaa kliinisesti merkityksellisen nestemäisen biopsiasignaalin", sanoi Mark Youngblood, Northwestern Medicinen neurokirurgian asukas ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja. "GlioExoChip tarjoaa nopean ja minimaalisesti invasiivisen tavan seurata hoitovastetta sairaudessa, jossa magneettikuvaukset tuottavat usein harhaanjohtavia tuloksia."

Seuraavaksi tutkijat validoivat tulokset muilla glioblastoomahoidoilla ja jatkavat solunulkoisten rakkuloiden havaitsemisen hyödyllisyyden tutkimista muiden syöpien hoidon arvioimiseksi.

Lisätukea tälle tutkimukselle tarjosivat Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Centerin Lou ja Jean Malnati Brain Tumor Institute, Moceri Family Foundation, UM Forbes Institute for Cancer Discovery, Yhdysvaltain puolustusministeriö, American Brain Tumor Association, Tap Cancer Out ja Focused Ultrasound Foundation. Luontaistuen tarjosi Carthera, SonoCloud-9-laitteen valmistaja. Se on tutkimuslaite, jota ei vielä hyväksytty kliinisten kokeiden ulkopuolella.

Cartheran tutkijat osallistuivat myös tähän tutkimukseen.

Laite valmistettiin Lurien nanotehtaalla. Tutkimus tehtiin Michigan Center for Materials Characterization -keskuksen, Biointerfaces Institute Nanotechnicumin ja Proteomics Resource Facilityn avulla.

Tiimi on hakenut patenttisuojaa UM Innovation Partnershipsin tuella ja etsii kumppaneita tuomaan teknologiaa markkinoille.

Lähteet: