Jaunā diagnostikas mikroshēma ļauj ātri uzraudzīt smadzeņu audzēju ārstēšanu

Jaunā diagnostikas mikroshēma ļauj ātri uzraudzīt smadzeņu audzēju ārstēšanu

Jaunā diagnostikas mikroshēma izvelk no asinīm audzēja šūnu atbrīvotās paketes un parāda, vai vēža šūnas nomira ķīmijterapijas infūzijas laikā.

Ziemeļrietumu medicīnas un Mičiganas universitātes pētnieki ir pierādījuši, ka smadzeņu vēža ķīmijterapijas efektivitāti, ko veic, izmantojot metodi, kas atver hematoencefālisko barjeru, var kontrolēt, ņemot asins paraugu.

Jaunais tests varētu palīdzēt pacientiem ar smadzeņu vēža formu, ko sauc par glioblastomu, informējot ārstus, vai viņiem jāturpina lietot noteiktu ķīmijterapijas līdzekli, jāmaina zāles vai jāpārtrauc ārstēšana. Pētījumu galvenokārt finansēja Nacionālie veselības institūti.

"Tā vietā, lai būtu jāgaida mēneši, mēs varam zināt pēc vienas devas, vai konkrēta ārstēšana darbojas," sacīja Ziemeļrietumu medicīnas neiroķirurgs Adams Sonabands, pētījuma līdzautors, kas publicēts žurnālā Nature Communications. "Tas ir milzīgs glioblastomas pacientiem. Tas potenciāli varētu novērst pacientus no neefektīvas ārstēšanas ilgu laiku, tādējādi izvairoties arī no nevajadzīgām blakusparādībām."

Glioblastoma ir bieži letāla slimība, un lielākā daļa pacientu mirst divu gadu laikā, un tikai 10% pacientu joprojām ir dzīvi pēc pieciem gadiem. Audzējs rodas no smadzenēm un iekļūst tajās, tāpēc to nevar pilnībā noņemt. Dažas atlikušās vēža šūnas paliek pēc operācijas un izraisa jaunu audzēju attīstību. Un atšķirībā no citiem vēža veidiem lielākā daļa ķīmijterapijas zāļu un vēža zāļu nevar šķērsot hematoencefālisko barjeru, kas aizsargā smadzenes no toksīniem.

Ziemeļrietumu medicīnas Malnati smadzeņu audzēju institūta pētnieki veica agrāku klīnisko izpēti, izmantojot Carthera SonoCloud-9 Lionā, Francijā - terapeitisko ultraskaņas ierīci, kas aptuveni stundu atvēra hematoencefālisko barjeru, lai ļautu ievadīt ķīmijterapijas līdzekli paklitakselu. Šī jaunā analīze, kas pārbauda Mičiganas Universitātes diagnostikas tehnoloģiju, liecina, ka hematoencefālās barjeras atvēršana arī ļauj audzēja saturam noplūst asinīs. Asins paraugus, kas ņemti pirms un pēc katras ārstēšanas, var izmantot, lai novērtētu, cik labi ārstēšana darbojas.

Sīkas daļiņas, ko sauc par ārpusšūnu pūslīšiem, ko izdala vēža šūnas, peld pacienta asinīs. Šīs daļiņas darbojas kā kurjervielas un transportē noteiktas ģenētiskā audzēja materiāla daļas un proteīnus. Lielais izaicinājums ir izdomāt, kā atrast un iegūt tikai tos, kas nāk no vēža šūnām, nevis no citām ķermeņa daļām.

Sunita Nagrath, Dvaits F. Bentons UM ķīmijas inženierijas profesors un pētījuma līdzautors

Mičiganas komanda atrada veidu, kā iegūt ārpusšūnu pūslīšus un daļiņas (EVP) no vēža šūnām, izmantojot īpašu lipīdu vai tauku molekulu, kas parasti atrodas uz eksosomas virsmas. Izolējot no asins plazmas paraugiem, kas tiek izlaisti caur GlioExoChip, asins ņemšana kļūst par "šķidrumu biopsiju".

"Šūnas saziņai izmanto ārpusšūnu pūslīšus un daļiņas, un EVP var ļaunprātīgi izmantot slimības progresēšanai. Ir aizraujoši būt daļai no šīs tehnoloģijas, kas var veiksmīgi izmantot EVP, lai uzraudzītu ārstēšanas reakciju audzējos," teica Abha Kumari, Ph.D. UM ķīmijas inženierijas students un pētījuma līdzautors.

EVP no šūnām, kas mirst ārstēšanas laikā, ir vieglāk uztvert, jo EVP uztveršanai izmantotais lipīds ir bagātīgāks. Tāpēc komanda saskaitīja ārpusšūnu pūslīšus, kas radās no audzējiem pirms un pēc katras ārstēšanas, un aprēķināja attiecību, dalot pēcķīmijterapijas skaitu ar pirmsķīmijterapijas skaitu. Ja šī attiecība palielinājās ar katru ķīmijterapijas sesiju, ārstēšana bija veiksmīga. Ja vērtība nemainījās vai samazinājās, ārstēšana galu galā tika uzskatīta par neveiksmīgu.

"Hematoencefālisko barjeras atvēršana ļauj izmērīt no audzēja radītās pūslītes asinīs, nodrošinot klīniski nozīmīgu šķidruma biopsijas signālu," sacīja Marks Jangblods, Northwestern Medicine neiroķirurģijas rezidents un pētījuma līdzautors. "GlioExoChip nodrošina ātru un minimāli invazīvu veidu, kā uzraudzīt ārstēšanas reakciju slimības gadījumā, kurā MRI skenēšana bieži rada maldinošus rezultātus."

Pēc tam pētnieki apstiprinās savus rezultātus ar citām glioblastomas terapijām un turpinās pētīt ekstracelulāro pūslīšu noteikšanas lietderību, lai novērtētu citu vēža veidu ārstēšanu.

Papildu atbalstu šim pētījumam sniedza Roberta H. Lurija Visaptverošā vēža centra Lū un Žana Malnati smadzeņu audzēju institūts, Moceri ģimenes fonds, UM Forbes vēža atklāšanas institūts, ASV Aizsardzības departaments, Amerikas smadzeņu audzēju asociācija, Tap Cancer Out un Focused Ultrasound Foundation. Atbalstu natūrā sniedza Carthera, SonoCloud-9 ierīces ražotājs, pētāmā ierīce, kas vēl nav apstiprināta ārpus klīniskajiem izmēģinājumiem.

Šajā pētījumā piedalījās arī Carthera pētnieki.

Ierīce tika izgatavota Lurie nanofabrication Facility. Pētījums tika veikts ar Mičiganas Materiālu raksturojuma centra, Biointerfaces Institute Nanotechnicum un Proteomics Resource Facility palīdzību.

Komanda ir pieteikusies patentu aizsardzībai ar UM Innovation Partnerships atbalstu un meklē partnerus, lai tehnoloģiju ieviestu tirgū.

Avoti: