WASHINGTON DC - A hasnyálmirigyrák az egyik leghalálosabb rákfajta – a becslések szerint az Egyesült Államokban több mint 88 százalék emberek halnak meg a betegségben a diagnózis felállításától számított öt éven belül. Ennek a kilátástalan prognózisnak az egyik oka, hogy a hasnyálmirigyrákok többségét azután diagnosztizálják, hogy a betegség már átterjedt vagy áttétet kapott a test más részeire. Egy másik ok az, hogy a hasnyálmirigyrákok kezelése különösen nehéz, mivel ezek a daganatok gyakran rezisztensek a szokásos rákellenes gyógyszerekkel szemben.
Országos Orvosbiológiai Képalkotó és Biomérnöki Intézet (NIBIB) finanszírozott kutatók új módszert fejlesztenek ki ennek a halálos betegségnek a kezelésére. Az övék tanulmány, nemrégiben jelent meg Természet Biomedical Engineering, kombinált egy injekciós radioaktív gélt szisztémás kemoterápiával a hasnyálmirigyrák több egérmodelljében. A kezelés minden értékelt modellben tumorregressziót eredményezett, ami példátlan eredmény e genetikailag változatos és agresszív ráktípus esetében.
„A sugárkezeléseket jellemzően kívülről adják, ami az egészséges szöveteket sugárzásnak teszi ki, és korlátozza a daganat dózisát, ami végső soron korlátozza annak hatékonyságát” – mondta David Rampulla, Ph.D., az NIBIB Discovery Science & Technology részlegének igazgatója. „Az ebben a preklinikai vizsgálatban vizsgált radioaktív bioanyag közvetlenül a daganatba fecskendezhető, ami lehetővé teszi a lokalizált megközelítést. Ráadásul ez a biológiailag lebomló bioanyag magasabb kumulatív sugárdózist tesz lehetővé, mint más beültethető sugárkezelések.”
A brachyterápia – ahol sugárforrást helyeznek el a szervezetben – többféle ráktípus kezelésére használható. A korai stádiumú prosztatarák például „mag” brachyterápiával kezelhető, ahol sok, radioaktív anyagot tartalmazó apró fémmagot ültetnek be a prosztatába. Míg ezek a magvak korlátozhatják az egészséges szövetek sugárzásnak való kitettségét, fém burkolatuk megakadályozza az alfa- és béta-kibocsátóként ismert erős sugárzási részecskék használatát, amelyek hatékonyabban pusztítják el a rákos sejteket. Ezenkívül kis méretük miatt körülbelül 100 magra van szükség a prosztatarák kezelésére (minden egyes mag injekciót igényel). A brachyterápiás megközelítések a mai napig nem javították a hasnyálmirigyrákos betegek klinikai kimenetelét.
A jelenlegi tanulmány a brachyterápia új típusát vizsgálja. Ahelyett, hogy fémmaggal vagy katéterrel sugároznák, a tanulmány szerzői egy radioaktív biopolimer alkalmazását vizsgálják, amelyet közvetlenül a daganatba fecskendeznek be. Amellett, hogy biológiailag lebontható, a biopolimer egyedülálló tulajdonsággal is rendelkezik – úgy alakították ki, hogy szobahőmérsékleten folyékonyból gélszerű állapotba lépjen át, amikor testhőmérsékletre melegszik. Ahogy a biopolimer megszilárdul, a daganaton belül marad, és nem tud könnyen átterjedni a környező egészséges szövetekbe.
"Biopolimerünk elasztinból származik, amely egy bőséges fehérje, amely megtalálható a testünk kötőszöveteiben" - magyarázta az első szerző, Jeff Schaal, Ph.D., aki ezt a munkát a Duke Egyetemen végezte. „A biopolimer összetételének kidolgozásával pontosan szabályozhatjuk azt a hőmérsékletet, ahol a folyadékból géllé alakul át. És mivel nem burkoljuk be a radioaktív polimert egy védőfém magba, különböző – és erősebb – izotópokat használhatunk, ami lehetővé teszi, hogy nagyobb sugárdózist adjunk ki, mint a hagyományos mag-brachyterápia.”
A próféta kezelés során használt radioaktív izotóp a jód-131 (vagy I-131), amely nagy energiájú, béta-részecskéknek nevezett részecskéket szabadít fel. A béta-részecskék DNS-károsodást okoznak, és elpusztítják a besugárzott sejteket, de nem tudnak túl messzire eljutni – csak néhány millimétert (tehát a célponton kívüli toxicitás korlátozott). Az I-131-et évtizedek óta használják pajzsmirigyrák kezelésére, és jól megalapozott biztonsági profillal rendelkezik, mondta Schaal.
Az ebben a vizsgálatban értékelt preklinikai kezelési rend. A radioaktív biopolimert (131I-ELP, ahol az ELP jelentése elasztinszerű polipeptid) a hasnyálmirigy-daganatba fecskendezik, és a sugárérzékenyítő kemoterápiás gyógyszert, a paklitaxelt szisztémásan juttatják be. Hitel: Chilkoti labor.
A hasnyálmirigyrákot néha sugárzás és specifikus kemoterápiás szerek kombinációjával kezelik, amelyek hatékonyabbá teszik a sugárzást. Ezek a „sugárszenzitizáló” szerek úgy fejtik ki hatásukat, hogy meghosszabbítják a sejt replikációs folyamatát – különösen akkor, ha a DNS-e szabaddá válik – magyarázta Schaal. A kitett DNS érzékenyebb a sugárzásra, és nagyobb valószínűséggel károsodik helyrehozhatatlanul, ami végső soron sejthalálhoz vezet.
A paklitaxel néven ismert sugárérzékenyítő kemoterápiás szerrel kombinálva a tanulmány szerzői számos különböző hasnyálmirigyrák-modellben értékelték radioaktív biopolimerjüket, amelyeket gondosan választottak ki, hogy tükrözzék a hasnyálmirigyrák különböző aspektusait (pl. gyakori mutációk, tumor jellemzők, tumorsűrűség vagy kezelési rezisztencia). Az összes tesztelt modell közül szinte minden egér reagált, ami azt jelenti, hogy a daganatok vagy összezsugorodtak, vagy teljesen eltűntek. „A modelljeinkben tapasztalt válaszadási arány példátlan volt” – mondta Schaal. "Az irodalom alapos áttekintése után még nem találtunk egy másik kezelési rendet, amely ilyen erőteljes választ mutatna a hasnyálmirigyrák többféle és genetikailag változatos modelljében." Ezenkívül egyes egereknél a daganatok soha nem tértek vissza a vizsgálat során.
Amikor a tanulmány szerzői értékelték a jelenlegi klinikai kezelési rendet – paklitaxel plusz külső sugársugárzás –, a válaszarányok közel sem voltak olyan lenyűgözőek: a tumor növekedési üteme csak gátolt volt, ahelyett, hogy a daganatok zsugorodtak volna vagy eltűntek volna. "Eltérően a külső sugársugárzástól, amelyet rövid sorozatokban adnak meg, a brachyterápiás megközelítésünk folyamatosan sugároz" - magyarázta Schaal. "Azt találtuk, hogy ez a folyamatos béta-részecske sugárzás megváltoztatta a daganat mikrokörnyezetét, és lehetővé tette a paklitaxel számára, hogy jobban behatoljon a tumor magjába, lehetővé téve a szinergikus terápiás hatást."
Fontos, hogy a kutatók nem figyeltek meg akut toxicitási problémákat a vizsgálatuk során, és elhanyagolható mennyiségű radioaktivitás halmozódott fel az egerek kritikus szerveiben. Van nekik korábban jelentettek hogy radioaktív biopolimerjük biztonságosan biológiailag lebomlik – a gél felezési ideje (nagyjából 95 nap) messze meghaladja az I-131 felezési idejét (nagyjából nyolc nap).
A szerzők nem értékelték a metasztatikus betegségek kezelését, de megközelítésük természete lehetővé teszi a biopolimer injekciók beadását több helyen, például más szervekben lévő tumortömegekben. És bár ez a tanulmány még a preklinikai szakaszban van, a tanulmány szerzői azon dolgoznak, hogy ezt a kezelést előremozdítsák. „Csoportunk klinikai kutatókkal együttműködve fejleszti és optimalizálja rendszerünket egy nagyobb állatmodellben való endoszkópos bejuttatáshoz” – mondta Ashutosh Chilkoti, Ph.D. vezető szerző, a Duke Egyetem Orvosbiológiai Mérnöki Tanszékének professzora. "A kihívás azonban ennek – vagy bármilyen új kezelésnek – a betegek számára történő alkalmazása az, hogy a klinikai vizsgálatok során megtalálják a támogatást a kezeléshez."
Ezt a tanulmányt a NIBIB (R01EB000188) és a Nemzeti Rákkutató Intézet (NCI; R35CA197616) támogatása támogatta.
(C) NIH
