Model kanker 3D mengungkapkan bagaimana medan magnet statis dapat meningkatkan radioterapi

Kanker pankreas adalah penyakit yang terkenal mematikan, dengan tingkat kelangsungan hidup lima tahun sekitar 9%. Karena pembedahan hanya sesuai untuk 8-20% pasien, kemoterapi adalah pengobatan yang paling umum, dengan terapi radiasi masih jarang digunakan dan terutama sebagai pilihan tambahan.

Uji klinis yang memeriksa pengobatan radiasi kanker pankreas telah menghasilkan hasil yang bertentangan, mendorong perdebatan tentang pedoman terbaik untuk diterapkan dan manfaat potensial. Kanker pankreas terkenal kebal terhadap kemoterapi dan radioterapi karena lingkungan mikro tumor yang sangat kompleks (TME, jaringan yang mengelilingi lesi kanker) yang ditandai dengan adanya populasi sel yang beragam dan gradien hipoksia yang kuat.

Modalitas radioterapi canggih yang lebih baru, seperti radioterapi yang dipandu MR yang menggunakan MRI untuk memandu pengiriman dosis radiasi, dapat memberikan beberapa manfaat dengan memberikan informasi yang akurat tentang TME. Ini kemudian dapat digunakan untuk mengoptimalkan pengobatan. Namun, sampai saat ini, pengetahuan tentang interaksi antara radiasi dan medan magnet statis dari sistem radioterapi yang dipandu MR masih terbatas, dan bagaimana hal ini dapat memengaruhi respons sel kanker.

Untuk mempelajari TME kompleks seperti yang terkait dengan kanker pankreas, tim peneliti yang berbasis di Inggris telah mengembangkan model scaffold berpori polimer 3D yang sangat berpori. Para peneliti, dari Universitas Surrey, University College London dan Laboratorium Fisika Nasional (NPL), menciptakan model non-hewan multiseluler untuk mengevaluasi dampak medan magnet statis pada respons sel kanker pankreas terhadap radioterapi yang dipandu MR.

Adenokarsinoma duktus pankreas memiliki TME yang kompleks dan sangat imunosupresif yang mengandung banyak jenis sel berbeda, termasuk sel stellate pankreas yang, setelah diaktifkan oleh sel kanker, menciptakan desmoplasia padat (jaringan ikat berlebih). Desmoplasia ini, bersama dengan pertumbuhan sel kanker yang kacau, menyebabkan kolapsnya pembuluh darah dan pembentukan jaringan pembuluh yang menyimpang dan tidak teratur, menghambat pengiriman kemoterapi dan menciptakan hamparan hipoksia yang besar yang merusak efisiensi radioterapi.

Model 3D, dijelaskan dalam Jurnal Radiologi Inggris, menggabungkan sel kanker pankreas, sel endotel mikrovaskular manusia dan sel bintang pankreas. Ini terdiri dari kompartemen luar berlapis kolagen untuk pertumbuhan sel stellate dan endotel, dan kompartemen berlapis fibronektin dalam untuk pertumbuhan sel kanker. Arsitektur ini mendukung pertumbuhan dan proliferasi sel TME yang berbeda, memungkinkan sel untuk bermigrasi dari satu kompartemen ke kompartemen lainnya selama periode pengamatan yang diperpanjang selama 37 hari. Yang penting, model ini mampu mereplikasi daerah hipoksia TME.

penyelidik utama Giuseppe Schettino dan rekannya menggunakan model perancah 3D mereka untuk menyelidiki respons sel kanker pankreas terhadap radiasi yang dikombinasikan dengan medan magnet statis. Mereka menyinari sampel yang terpapar hipoksia (1% OXNUMX).₂) atau normoksia (21% O₂) dengan foton 6 MV di hadapan atau tidak adanya bidang 1.5 T, menggunakan peralatan khusus di NPL. Mereka kemudian memantau viabilitas sel dan apoptosis sel satu dan tujuh hari setelah iradiasi.

Hasilnya mengungkapkan tren sistematis radioproteksi terkait hipoksia dalam sel kanker pankreas dalam perancah 3D, dengan peningkatan viabilitas sel tumor dan penurunan apoptosis sel yang terlihat pada analisis jangka pendek dan jangka panjang. Secara khusus, iradiasi scaffold pada normoxia menyebabkan penurunan yang signifikan pada sel hidup, sedangkan yang diobati dengan radiasi pada hipoksia tidak menunjukkan penurunan yang signifikan. Tim mencatat bahwa ini sejalan dengan temuan radioproteksi sebelumnya di bawah in vitro hipoksia.

Para peneliti melaporkan bahwa, baik pada hipoksia maupun normoksia, mereka mengamati sedikit peningkatan efek radiasi dengan adanya medan magnet statis. Paparan medan magnet saja tidak menyebabkan toksisitas apapun. Mereka sekarang berencana untuk menyelidiki mekanisme yang bertanggung jawab atas peningkatan radiasi tersebut dalam penelitian selanjutnya.

“Penting untuk memiliki model yang baik untuk menguji pendekatan terapeutik baru untuk kanker yang sulit diobati, seperti radioterapi yang dipandu gambar, yang menggunakan medan magnet yang kuat,” kata Schettino. “Sebelum mengadopsi pendekatan baru secara klinis, mereka perlu dievaluasi dan dipahami dengan baik pada tingkat pra-klinis, yang biasanya memerlukan penggunaan model hewan yang tidak selalu mewakili manusia dengan baik. Model non-hewan kami dapat menilai potensi dampak medan magnet pada respons radiasi.”

Radiasi pengion melembutkan lingkungan mikro tumor

“Pekerjaan kami ditujukan untuk meningkatkan radioterapi kanker melalui pendekatan yang lebih optimal secara biologis,” katanya Dunia Fisika. “Kita perlu menganalisis bagaimana interaksi antara medan magnet, pancaran radiasi, dan proses seluler dan molekuler dapat mengubah respons jaringan normal dan kanker, dan karenanya kemanjuran radioterapi. Memperkirakan efek seperti itu, atau kurangnya efek, sangat membantu dalam merancang dan merencanakan uji klinis baru.”

Schettino menyarankan agar NPL tertarik untuk menggunakan model scaffold multiseluler dengan sinar proton dan kemungkinan juga sinar FLASH.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/3d-cancer-model-reveals-how-a-static-magnetic-field-can-enhance-radiotherapy/