Ραδιοδυναμική θεραπεία: αξιοποίηση του φωτός για τη βελτίωση των θεραπειών για τον καρκίνο – Physics World

Οι όγκοι μπορούν να καταστραφούν με πολλούς τρόπους. Η ακτινοθεραπεία χρησιμοποιεί δέσμες ιονίζουσας ακτινοβολίας για να βλάψει το DNA και να καταστρέψει τα καρκινικά κύτταρα. Μια λιγότερο κοινή προσέγγιση είναι η φωτοδυναμική θεραπεία, η οποία χρησιμοποιεί ένα φάρμακο που ενεργοποιείται από το φως για να σκοτώσει τα καρκινικά κύτταρα μέσω μιτοχονδριακής βλάβης. Στη συνέχεια, υπάρχει η αναδυόμενη τεχνική της ραδιοδυναμικής θεραπείας (RDT).

«Η ραδιοδυναμική θεραπεία είναι ο συνδυασμός ακτινοθεραπείας και φωτοδυναμικής θεραπείας», εξήγησε Τσάρλι Μα από το Fox Chase Cancer Center, μιλώντας στην πρόσφατη Ετήσια Συνέλευση AAPM.

Η φωτοδυναμική θεραπεία χρησιμοποιεί συνήθως ορατό φως λέιζερ για να ενεργοποιήσει ένα φωτοευαίσθητο φάρμακο που εντοπίζεται κατά προτίμηση εντός των καρκινικών κυττάρων. Το ενεργοποιημένο φάρμακο παράγει εξαιρετικά κυτταροτοξικό μονό οξυγόνο που προκαλεί κυτταρικό θάνατο. Η περιορισμένη διείσδυση του φωτός λέιζερ στον ιστό, ωστόσο, σημαίνει ότι η τεχνική χρησιμοποιείται κυρίως για τη θεραπεία επιφανειακών όγκων ή θέσεων με ενδοσκοπική πρόσβαση. Για τη θεραπεία όγκων σε βάθος που δεν μπορεί να φτάσει η φωτοδυναμική θεραπεία, το RDT χρησιμοποιεί δέσμες φωτονίων υψηλής ενέργειας για να ενεργοποιήσει τον φωτοευαισθητοποιητή.

«Στην RDT χρησιμοποιούμε το 20 έως 30 τοις εκατό της δόσης από ακτινοθεραπεία», εξήγησε ο Ma. «Και μετά χρησιμοποιούμε επίσης το φως Cherenkov». Σημείωσε ότι αυτή η ακτινοβολία Cherenkov, η οποία παράγεται κατά τη διάρκεια της ακτινοθεραπείας καθώς η δέσμη θεραπείας αλληλεπιδρά με τον ιστό του ασθενούς, θα έχει σχεδόν ίδια κατανομή φωτός με την κατανομή της θεραπευτικής δόσης ακτινοβολίας και έτσι μπορεί εύκολα να προγραμματιστεί.

Εκτός από τη συσσώρευση στον πρωτοπαθή όγκο, το φάρμακο θα απορροφηθεί επίσης από κατανεμημένα μεταστατικά κύτταρα, τα οποία μπορούν να θανατωθούν χρησιμοποιώντας μια πολύ χαμηλή δόση φωτός Cherenkov. «Τώρα, για πρώτη φορά, το RDT κάνει την ακτινοθεραπεία όχι μόνο τοπική και περιφερειακή, αλλά και συστημική τεχνική θεραπείας», είπε ο Ma.

Η ομάδα του Fox Chase χρησιμοποιεί ένα φάρμακο που ονομάζεται 5-αμινολεβουλινικό οξύ (5-ALA) για RDT. Το 5-ALA προσλαμβάνεται από τα μιτοχόνδρια στα καρκινικά κύτταρα, με 10 έως 20 φορές μεγαλύτερη πρόσληψη στους όγκους από ότι στους φυσιολογικούς ιστούς. Μόλις εισέλθει σε ένα καρκινικό κύτταρο, το 5-ALA μεταβολίζεται σε πρωτοπορφυρίνη IX (PpIX), έναν φωτοευαισθητοποιητή με κορυφή φάσματος απορρόφησης περίπου στα 380-430 nm. Αυτό δεν είναι ιδανικό για το κόκκινο φως λέιζερ που χρησιμοποιείται συχνά για φωτοδυναμική θεραπεία. Είναι, ωστόσο, ένα εξαιρετικό ταίρι για την κορυφή απορρόφησης Cherenkov στα 370–430 nm.

Προκλινική απόδειξη

Τα τελευταία χρόνια, ο Ma και η ομάδα του έχουν πραγματοποιήσει πολλές προκλινικές μελέτες χρησιμοποιώντας διαφορετικές κυτταρικές γραμμές όγκου και διάφορες ενέργειες ακτινοβολίας. Μοιράστηκε ορισμένα αποτελέσματα από μια μεγάλη μελέτη (πολλές εκατοντάδες ζώα) που αξιολογούσε την RDT ποντικών που φέρουν όγκο χρησιμοποιώντας 100 mg/kg 5-ALA και ακτινοβολία φωτονίων 6, 15 ή 45 MV.

Ο Ma παρατήρησε ότι ο όγκος ήταν εξαιρετικά επιθετικός, με 4 Gy μόνο ακτινοθεραπείας να σκοτώνει μόνο περίπου το 10% των καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον, η RDT στα 6 MV δεν αύξησε σημαντικά το θεραπευτικό αποτέλεσμα. «Γι’ αυτό οι άνθρωποι ανησυχούν ότι το φως του Τσερένκοφ δεν επαρκεί», σημείωσε. «Αλλά με 15 και 45 MV βλέπετε πολύ μεγαλύτερη καθυστέρηση στην ανάπτυξη του όγκου. Εξακολουθούμε να μελετάμε γιατί υπάρχει αυτή η δραματική αλλαγή λόγω ενέργειας, πρέπει να βρούμε τον ακριβή μηχανισμό πίσω από αυτήν».

Η ομάδα χρησιμοποίησε PET για να απεικονίσει τη συρρίκνωση του όγκου μετά από RDT. Μία εβδομάδα μετά τη θεραπεία, οι όγκοι στα ποντίκια ελέγχου είχαν αναπτυχθεί και είχαν δώσει μεταστάσεις, ενώ εκείνοι που έλαβαν θεραπεία με RDT είχαν πολύ μικρότερες βλάβες και δεν είχαν μεταστάσεις. Ο Ma περιέγραψε επίσης μια μελέτη για έναν εξαιρετικά επιθετικό καρκίνο του θυρεοειδούς σε κουνέλια. Μία εβδομάδα μετά από 3 Gy ακτινοθεραπείας, ο όγκος εξακολουθούσε να αναπτύσσεται. «Αλλά αν χρησιμοποιήσουμε RDT στα 3 Gy με 5-ALA, ο όγκος δεν φάνηκε στις εικόνες PET». Τόνισε ότι το PET παρέχει έναν εξαιρετικό τρόπο για την έγκαιρη αξιολόγηση της θεραπείας και θα μπορούσε να βοηθήσει να καθοριστεί εάν η RDT θα ήταν αποτελεσματική ή όχι σε έναν ασθενή.

Η Fox Chase εκτελεί τώρα μια κλινική δοκιμή σε RDT, με την πρώτη φάση της μελέτης να εξετάζει την κλιμάκωση της δόσης (τόσο της δόσης ακτινοβολίας όσο και της δόσης του φαρμάκου) σε όγκους τελευταίου σταδίου. Αυτή η φάση έχει πλέον φτάσει στο τελικό επίπεδο δόσης με μόλις τρεις ασθενείς να έχουν απομείνει, είπε ο Ma, επισημαίνοντας ότι μέχρι στιγμής δεν έχει σημειωθεί τοξικότητα σε καμία περίπτωση. Αλλού, μια δεύτερη δοκιμή RDT στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Muenster εξετάζει ασθενείς με μια πρώτη υποτροπή γλοιοβλαστώματος.

Πραγματικές περιπτώσεις

Τέλος, ο Ma παρουσίασε αποτελέσματα από μια σειρά πραγματικών περιπτώσεων. «Θα ενθουσιαστείτε να τα δείτε», είπε στο κοινό, σημειώνοντας ότι «συνήθως, ο κόσμος δεν πιστεύει ότι λειτουργεί αν δεν έχετε έναν μήνα απεικόνιση με CT, MR ή PET».

Στο πρώτο παράδειγμα, μια θεραπεία ηπατικών μεταστάσεων, έδειξε ότι ένα μήνα μετά την RDT, η απεικόνιση PET αποκάλυψε ότι δεν παρέμειναν όγκοι. Στη συνέχεια, παρουσίασε μια περίπτωση καρκίνου του πνεύμονα με μεταστάσεις: «μπορείτε να δείτε πολύ δραματικά αποτελέσματα με όγκους που απενεργοποιήθηκαν μετά από RDT», είπε.

Η εμφυτεύσιμη συσκευή παρέχει εξατομικευμένη φωτοδυναμική θεραπεία

Άλλες επιτυχημένες θεραπείες RDT περιελάμβαναν έναν καρκίνο του οισοφάγου, έναν όγκο πνεύμονα με πολλαπλές οστικές μεταστάσεις και έναν ασθενή που είχε αποτύχει στη χημειοθεραπεία αλλά είχε καλή ανταπόκριση τρεις ημέρες μετά την RDT. Ο Μα σημείωσε ότι οι περισσότεροι από τους ασθενείς είχαν καρκίνο σε τελευταίο στάδιο και είχαν αποτύχει σε άλλες θεραπείες. «Βλέπουμε ένα αποτέλεσμα, οπότε ελπίζουμε ότι μπορούμε να βελτιώσουμε την επιβίωσή τους», πρόσθεσε.

«Η RDT μπορεί να είναι μια τοπική, περιφερειακή και συστηματική θεραπεία που συνδυάζει ακτινοθεραπεία και φωτοδυναμική θεραπεία», κατέληξε ο Ma. «Έχουμε πολλά in vitro και ίη νίνο πειράματα για να αποδείξουν τις θεραπευτικές του δυνατότητες, και παρόλο που οι κλινικές δοκιμές είναι λίγες, ελπίζω να έχουμε περισσότερα αποτελέσματα στο μέλλον και να το κάνουμε κάτι πραγματικά χρήσιμο».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/radiodynamic-therapy-harnessing-light-to-improve-cancer-treatments/