Noul cip de diagnosticare permite monitorizarea rapidă a tratamentului tumorii cerebrale

Noul cip de diagnosticare permite monitorizarea rapidă a tratamentului tumorii cerebrale

Noul cip de diagnostic extrage din sânge pachetele eliberate de celulele tumorale și arată dacă celulele canceroase au murit în timpul perfuziei cu chimioterapie.

Cercetătorii de la Northwestern Medicine și de la Universitatea din Michigan au arătat că eficacitatea chimioterapiei pentru cancerul cerebral, administrată folosind o tehnică care deschide bariera hemato-encefalică, poate fi monitorizată prin prelevarea unei probe de sânge.

Noul test ar putea ajuta pacienții cu o formă de cancer cerebral numită glioblastom informând medicii dacă ar trebui să continue cu un anumit medicament de chimioterapie, să schimbe medicamentul sau să oprească tratamentul. Studiul a fost finanțat în principal de National Institutes of Health.

„În loc să așteptăm luni de zile, putem ști după o doză dacă un anumit tratament funcționează”, a spus Adam Sonaband, neurochirurgul Northwestern Medicine, coautor al studiului publicat în Nature Communications. Acest lucru este uriaș pentru pacienții cu glioblastom. Ar putea împiedica pacienții să primească tratamente ineficiente pentru perioade lungi de timp, evitând astfel și efectele secundare inutile.

Glioblastomul este o boală frecvent fatală, majoritatea pacienților decedând în doi ani și doar 10% dintre pacienți sunt încă în viață după cinci ani. Tumora ia naștere din creier și îl invadează, deci nu poate fi îndepărtată complet. Unele celule canceroase rămase rămân după operație și duc la dezvoltarea de noi tumori. Și, spre deosebire de alte tipuri de cancer, majoritatea medicamentelor pentru chimioterapie și medicamentele împotriva cancerului nu pot traversa bariera hemato-encefalică, care protejează creierul de toxine.

Cercetătorii de la Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute au efectuat un studiu clinic anterior utilizând SonoCloud-9 de la Carthera în Lyon, Franța - un dispozitiv terapeutic cu ultrasunete care a deschis bariera hemato-encefalică timp de aproximativ o oră pentru a permite medicamentului chimioterapic paclitaxel să intre. Această nouă analiză, care testează tehnologia de diagnosticare de la Universitatea din Michigan, arată că deschiderea barierei hemato-encefalice permite, de asemenea, conținutului tumorii să se scurgă în sânge. Probele de sânge prelevate înainte și după fiecare tratament pot fi folosite pentru a evalua cât de bine funcționează un tratament.

Particule minuscule numite vezicule extracelulare, eliberate de celulele canceroase, plutesc în sângele pacientului. Aceste particule acționează ca substanțe mesager și transportă părți specifice ale materialului tumoral genetic și proteinelor. Marea provocare este să descoperi cum să le găsești și să le extragi doar pe cele care provin din celulele canceroase și nu din alte părți ale corpului.”

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton profesor de inginerie chimică la UM și co-autor al studiului

Echipa din Michigan a găsit o modalitate de a capta veziculele și particulele extracelulare (EVP) din celulele canceroase folosind o lipidă specifică, sau o moleculă de grăsime, care se găsește în mod obișnuit pe suprafața exozomului. Prin izolarea din probele de plasmă de sânge trecute prin GlioExoChip, extragerile de sânge devin „biopsii lichide”.

„Celulele folosesc vezicule extracelulare și particule pentru comunicare, iar EVP-urile pot fi utilizate greșit pentru progresia bolii. Este interesant să faci parte din această tehnologie care poate folosi cu succes EVP-urile pentru a monitoriza răspunsul la tratament în tumori”, a spus Abha Kumari, Ph.D. student în inginerie chimică la UM și co-primul autor al studiului.

EVP-urile din celulele care mor în timpul tratamentului sunt mai ușor de captat deoarece lipidele folosite pentru a captura EVP-urile sunt mai abundente. Deci, echipa a numărat veziculele extracelulare care provin de la tumori înainte și după fiecare tratament și a calculat un raport prin împărțirea numărului de post-chimioterapie la numărul de pre-chimioterapie. Dacă acest raport a crescut cu fiecare sesiune de chimioterapie, tratamentul a avut succes. Dacă valoarea a rămas neschimbată sau a scăzut, tratamentul a fost considerat în cele din urmă nereușit.

„Deschiderea barierei hemato-encefalică permite măsurarea veziculelor derivate din tumori din sânge, oferind un semnal de biopsie lichid semnificativ clinic”, a spus Mark Youngblood, rezident în neurochirurgie la Northwestern Medicine și co-primul autor al studiului. „GlioExoChip oferă o modalitate rapidă și minim invazivă de a monitoriza răspunsul la tratament într-o boală în care scanările RMN produc adesea rezultate înșelătoare.”

În continuare, cercetătorii își vor valida rezultatele cu alte terapii pentru glioblastom și vor continua să studieze utilitatea detectării veziculelor extracelulare pentru a evalua tratamentul altor tipuri de cancer.

Sprijin suplimentar pentru acest studiu a fost oferit de Lou și Jean Malnati Brain Tumor Institute al Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center, Moceri Family Foundation, UM Forbes Institute for Cancer Discovery, Departamentul de Apărare al SUA, American Brain Tumor Association, Tap Cancer Out și Focused Ultrasound Foundation. Asistență în natură a fost oferită de Carthera, producătorul dispozitivului SonoCloud-9, un dispozitiv investigațional care nu a fost încă aprobat în afara studiilor clinice.

La acest studiu au contribuit și cercetătorii Carthera.

Dispozitivul a fost construit la unitatea de nanofabricare Lurie. Studiul a fost realizat cu ajutorul Centrului Michigan pentru Caracterizarea Materialelor, Institutul Biointerfaces Nanotechnicum și Facilitatea de resurse pentru proteomică.

Echipa a solicitat protecția prin brevet cu sprijinul UM Innovation Partnerships și caută parteneri pentru a aduce tehnologia pe piață.

Surse: