Ny diagnosebrikke muliggjør rask overvåking av hjernesvulstbehandling

Ny diagnosebrikke muliggjør rask overvåking av hjernesvulstbehandling

Ny diagnosebrikke trekker pakker frigjort av tumorceller fra blodet og viser om kreftceller døde under cellegiftinfusjon.

Forskere ved Northwestern Medicine og University of Michigan har vist at effektiviteten av kjemoterapi for hjernekreft, levert ved hjelp av en teknikk som åpner blod-hjerne-barrieren, kan overvåkes ved å ta en blodprøve.

Den nye testen kan hjelpe pasienter med en form for hjernekreft kalt glioblastom ved å informere legene om de bør fortsette med et bestemt cellegiftmedisin, endre stoffet eller stoppe behandlingen. Studien ble først og fremst finansiert av National Institutes of Health.

"I stedet for å måtte vente måneder, kan vi etter én dose vite om en bestemt behandling virker," sa Northwestern Medicine nevrokirurg Adam Sonaband, medforfatter av studien publisert i Nature Communications. "Dette er stort for pasienter med glioblastom. Det kan potensielt hindre pasienter i å motta ineffektive behandlinger over lengre perioder, og dermed unngå unødvendige bivirkninger."

Glioblastom er en ofte dødelig sykdom, hvor de fleste pasienter dør innen to år og bare 10 % av pasientene er fortsatt i live etter fem år. Svulsten oppstår fra hjernen og invaderer den, så den kan ikke fjernes helt. Noen gjenværende kreftceller forblir etter operasjonen og fører til utvikling av nye svulster. Og i motsetning til andre typer kreft, kan de fleste kjemoterapi- og kreftmedisiner ikke krysse blod-hjerne-barrieren, som beskytter hjernen mot giftstoffer.

Forskere ved Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute gjennomførte en tidligere klinisk studie med Cartheras SonoCloud-9 i Lyon, Frankrike - en terapeutisk ultralydenhet som åpnet blod-hjerne-barrieren i omtrent en time for å la cellegiftmedisinen paklitaksel komme inn. Denne nye analysen, som tester diagnostisk teknologi fra University of Michigan, viser at åpningen av blod-hjerne-barrieren også lar tumorinnhold lekke inn i blodet. Blodprøver tatt før og etter hver behandling kan brukes til å vurdere hvor godt en behandling virker.

Små partikler kalt ekstracellulære vesikler, frigjort av kreftcellene, flyter i pasientens blod. Disse partiklene fungerer som budbringerstoffer og transporterer spesifikke deler av genetisk tumormateriale og proteiner. Den store utfordringen er å finne ut hvordan man kun kan finne og trekke ut de som kommer fra kreftceller og ikke fra andre deler av kroppen."

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton professor i kjemiteknikk ved UM og medforfatter av studien

Michigan-teamet fant en måte å fange opp ekstracellulære vesikler og partikler (EVP) fra kreftceller ved å bruke et spesifikt lipid, eller fettmolekyl, som vanligvis finnes på overflaten av eksosomet. Ved å isolere fra blodplasmaprøver som kjøres gjennom deres GlioExoChip, blir blodprøver "flytende biopsier."

"Celler bruker ekstracellulære vesikler og partikler for kommunikasjon, og EVP-er kan misbrukes for sykdomsprogresjon. Det er spennende å være en del av denne teknologien som med hell kan bruke EVP-er til å overvåke behandlingsrespons i svulster," sa Abha Kumari, en Ph.D. student i kjemiteknikk ved UM og med-førsteforfatter av studiet.

EVP-er fra celler som dør under behandling er lettere å fange fordi lipidet som brukes til å fange EVP-ene er mer rikelig. Så teamet telte de ekstracellulære vesiklene som kom fra svulster før og etter hver behandling og beregnet et forhold ved å dele antallet etter kjemoterapi med antallet før kjemoterapi. Hvis dette forholdet økte med hver kjemoterapiøkt, var behandlingen vellykket. Hvis verdien forble uendret eller redusert, ble behandlingen til slutt ansett som mislykket.

"Åpning av blod-hjerne-barrieren tillater måling av tumoravledede vesikler i blodet, og gir et klinisk meningsfullt flytende biopsisignal," sa Mark Youngblood, en nevrokirurgisk bosatt ved Northwestern Medicine og medforfatter av studien. "GlioExoChip gir en rask og minimalt invasiv måte å overvåke behandlingsrespons i en sykdom der MR-skanninger ofte gir misvisende resultater."

Deretter vil forskerne validere resultatene med andre glioblastomterapier og fortsette å studere nytten av å oppdage ekstracellulære vesikler for å vurdere behandling av andre kreftformer.

Ytterligere støtte til denne studien ble gitt av Lou og Jean Malnati Brain Tumor Institute ved 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 og Focused Ultrasound Foundation. In natura-støtte ble gitt av Carthera, produsenten av SonoCloud-9-enheten, en undersøkelsesenhet som ennå ikke er godkjent utenfor kliniske studier.

Carthera-forskere bidro også til denne studien.

Enheten ble bygget ved Lurie Nanofabrication Facility. Studien ble utført ved hjelp av Michigan Center for Materials Characterization, Biointerfaces Institute Nanotechnicum og Proteomics Resource Facility.

Teamet har søkt patentbeskyttelse med støtte fra UM Innovation Partnerships og ser etter partnere for å bringe teknologien til markedet.

Kilder: