Nový diagnostický čip umožňuje rýchle sledovanie liečby mozgového nádoru

Nový diagnostický čip umožňuje rýchle sledovanie liečby mozgového nádoru

Nový diagnostický čip vytiahne pakety uvoľnené nádorovými bunkami z krvi a ukáže, či rakovinové bunky zomreli počas infúzie chemoterapie.

Vedci z Northwestern Medicine a University of Michigan ukázali, že účinnosť chemoterapie pri rakovine mozgu, ktorá sa podáva pomocou techniky, ktorá otvára hematoencefalickú bariéru, sa dá monitorovať odberom vzorky krvi.

Nový test by mohol pomôcť pacientom s formou rakoviny mozgu nazývanou glioblastóm informovaním lekárov, či by mali pokračovať v užívaní konkrétneho lieku na chemoterapiu, zmeniť liek alebo ukončiť liečbu. Štúdia bola financovaná predovšetkým Národným inštitútom zdravia.

„Namiesto toho, aby sme museli čakať mesiace, môžeme po jednej dávke vedieť, či konkrétna liečba funguje,“ povedal neurochirurg zo Severozápadnej medicíny Adam Sonaband, spoluautor štúdie publikovanej v Nature Communications. "To je obrovské pre pacientov s glioblastómom. Mohlo by to potenciálne zabrániť pacientom, aby dostávali neúčinnú liečbu po dlhú dobu, čím by sa tiež zabránilo zbytočným vedľajším účinkom."

Glioblastóm je často smrteľné ochorenie, pričom väčšina pacientov zomiera do dvoch rokov a iba 10 % pacientov je po piatich rokoch stále nažive. Nádor vychádza z mozgu a napáda ho, preto sa nedá úplne odstrániť. Niektoré zostávajúce rakovinové bunky zostávajú po operácii a vedú k rozvoju nových nádorov. A na rozdiel od iných typov rakoviny väčšina chemoterapeutických liekov a liekov proti rakovine nemôže prejsť cez hematoencefalickú bariéru, ktorá chráni mozog pred toxínmi.

Výskumníci z Northwestern Medicine Malnati Brain Tumor Institute vykonali skoršiu klinickú skúšku s použitím Carthera's SonoCloud-9 v Lyone vo Francúzsku - terapeutického ultrazvukového zariadenia, ktoré otvorilo hematoencefalickú bariéru asi na hodinu, aby umožnilo chemoterapeutickému lieku paclitaxel vstúpiť. Táto nová analýza testujúca diagnostickú technológiu z University of Michigan ukazuje, že otvorenie hematoencefalickej bariéry tiež umožňuje presakovaniu obsahu nádoru do krvi. Vzorky krvi odobraté pred a po každej liečbe sa môžu použiť na posúdenie účinnosti liečby.

V krvi pacienta sa vznášajú drobné čiastočky nazývané extracelulárne vezikuly, ktoré uvoľňujú rakovinové bunky. Tieto častice pôsobia ako mediátorové látky a transportujú špecifické časti genetického nádorového materiálu a proteínov. Veľkou výzvou je prísť na to, ako nájsť a extrahovať len tie, ktoré pochádzajú z rakovinových buniek a nie z iných častí tela.“

Sunitha Nagrath, Dwight F. Benton Profesor chemického inžinierstva na UM a spoluautor štúdie

Michiganský tím našiel spôsob, ako zachytiť extracelulárne vezikuly a častice (EVP) z rakovinových buniek pomocou špecifickej lipidovej alebo tukovej molekuly, ktorá sa bežne nachádza na povrchu exozómu. Izoláciou zo vzoriek krvnej plazmy prechádzajúcej cez ich čip GlioExoChip sa odbery krvi stanú „tekutými biopsiami“.

"Bunky používajú extracelulárne vezikuly a častice na komunikáciu a EVP môžu byť zneužité na progresiu ochorenia. Je vzrušujúce byť súčasťou tejto technológie, ktorá môže úspešne využívať EVP na monitorovanie odpovede na liečbu nádorov," povedala Abha Kumari, Ph.D. študent chemického inžinierstva na UM a spoluprvý autor štúdie.

EVP z buniek, ktoré odumrú počas liečby, sa ľahšie zachytávajú, pretože lipid použitý na zachytenie EVP je hojnejší. Tím teda spočítal extracelulárne vezikuly, ktoré pochádzajú z nádorov pred a po každej liečbe a vypočítal pomer vydelením počtu po chemoterapii počtom pred chemoterapiou. Ak sa tento pomer zvyšoval s každou chemoterapiou, liečba bola úspešná. Ak hodnota zostala nezmenená alebo sa znížila, liečba sa nakoniec považovala za neúspešnú.

"Otvorenie hematoencefalickej bariéry umožňuje meranie vezikúl odvodených z nádoru v krvi, čím poskytuje klinicky významný signál tekutej biopsie," povedal Mark Youngblood, rezident neurochirurgie v Northwestern Medicine a spoluprvý autor štúdie. "GlioExoChip poskytuje rýchly a minimálne invazívny spôsob monitorovania odpovede na liečbu pri chorobe, pri ktorej snímky MRI často prinášajú zavádzajúce výsledky."

Ďalej výskumníci overia svoje výsledky s inými terapiami glioblastómu a budú pokračovať v štúdiu užitočnosti detekcie extracelulárnych vezikúl na posúdenie liečby iných rakovín.

Dodatočnú podporu pre túto štúdiu poskytli Lou and Jean Malnati Brain Tumor Institute z 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 a Focused Ultrasound Foundation. Vecnú podporu poskytla spoločnosť Carthera, výrobca zariadenia SonoCloud-9, čo je skúšobné zariadenie, ktoré ešte nebolo schválené mimo klinických skúšok.

K tejto štúdii prispeli aj výskumníci z Carthery.

Zariadenie bolo vyrobené v Lurie Nanofabrication Facility. Štúdia bola vykonaná s pomocou Michiganského centra pre charakterizáciu materiálov, Biointerfaces Institute Nanotechnicum a Proteomics Resource Facility.

Tím požiadal o patentovú ochranu s podporou UM Innovation Partnerships a hľadá partnerov, ktorí by uviedli technológiu na trh.

Zdroje: