Radiodynamische therapie: licht benutten om kankerbehandelingen te verbeteren - Physics World

Tumoren kunnen op vele manieren worden vernietigd. Radiotherapie maakt gebruik van bundels ioniserende straling om DNA te beschadigen en tumorcellen te vernietigen. Een minder gebruikelijke aanpak is fotodynamische therapie, waarbij een door licht geactiveerd medicijn wordt gebruikt om kankercellen te doden via mitochondriale schade. Dan is er de opkomende techniek van radiodynamische therapie (RDT).

“Radiodynamische therapie is de combinatie van radiotherapie plus fotodynamische therapie”, legt hij uit Charlie Ma van Fox Chase Cancer Center, sprekend op de recente AAPM Jaarvergadering.

Fotodynamische therapie maakt doorgaans gebruik van zichtbaar laserlicht om een ​​lichtgevoelig medicijn te activeren dat bij voorkeur in tumorcellen is gelokaliseerd. Het geactiveerde medicijn genereert zeer cytotoxische singletzuurstof die celdood veroorzaakt. Door de beperkte penetratie van laserlicht in weefsel wordt de techniek echter vooral gebruikt voor de behandeling van oppervlakkige tumoren of plaatsen die endoscopisch toegankelijk zijn. Om diepgewortelde tumoren te behandelen die fotodynamische therapie niet kan bereiken, gebruikt RDT hoogenergetische fotonenstralen om de fotosensitizer te activeren.

“Bij RDT gebruiken we 20 tot 30 procent van de dosis van radiotherapie”, legt Ma uit. “En dan gebruiken we ook het Cherenkov-licht.” Hij merkte op dat deze Cherenkov-straling, die wordt gegenereerd tijdens radiotherapie terwijl de behandelstraal in wisselwerking staat met het weefsel van de patiënt, een vrijwel identieke lichtverdeling zal hebben als de therapeutische stralingsdosisverdeling en dus gemakkelijk kan worden gepland.

Naast dat het medicijn zich ophoopt in de primaire tumor, zal het ook worden geabsorbeerd door gedistribueerde metastatische cellen, die kunnen worden gedood met een zeer lage dosis Tsjerenkov-licht. “RDT maakt radiotherapie nu voor het eerst niet alleen lokaal en regionaal, maar ook een systemische behandelingstechniek”, zegt Ma.

Het team van Fox Chase gebruikt een medicijn genaamd 5-aminolevulinezuur (5-ALA) voor RDT. 5-ALA wordt opgenomen door de mitochondriën in kankercellen, met een 10 tot 20 keer grotere opname in tumoren dan in normale weefsels. Eenmaal in een kankercel wordt 5-ALA gemetaboliseerd tot protoporfyrine IX (PpIX), een fotosensibilisator met een absorptiespectrumpiek van ongeveer 380–430 nm. Dit is niet ideaal voor het rode laserlicht dat vaak wordt gebruikt voor fotodynamische therapie. Het komt echter uitstekend overeen met de Tsjerenkov-absorptiepiek bij 370–430 nm.

Preklinisch bewijs

De afgelopen jaren hebben Ma en zijn team veel preklinische onderzoeken uitgevoerd met behulp van verschillende tumorcellijnen en verschillende stralingsenergieën. Hij deelde enkele resultaten uit een groot onderzoek (enkele honderden dieren) waarin de RDT van tumordragende muizen werd beoordeeld met behulp van 100 mg/kg 5-ALA en 6, 15 of 45 MV fotonenbestraling.

Ma merkte op dat de tumor zeer agressief was, waarbij alleen al 4 Gy radiotherapie slechts ongeveer 10% van de tumorcellen doodde. Bovendien verhoogde RDT bij 6 MV het therapeutische effect niet significant. “Dat is de reden waarom mensen zich zorgen maakten dat het Tsjerenkov-licht niet voldoende zou zijn,” merkte hij op. “Maar bij 15 en 45 MV zie je veel meer vertraging in de tumorgroei. We bestuderen nog steeds waarom deze dramatische verandering te wijten is aan energie, we moeten het exacte mechanisme erachter vinden.”

Het team gebruikte PET om de krimp van de tumor na RDT te visualiseren. Eén week na de behandeling waren de tumoren bij controlemuizen gegroeid en uitgezaaid, terwijl de met RDT behandelde muizen veel kleinere laesies en geen metastasen hadden. Ma beschreef ook een onderzoek naar een zeer agressieve schildklierkanker bij konijnen. Eén week na 3 Gy radiotherapie was de tumor nog steeds aan het groeien. “Maar als we RDT bij 3 Gy met 5-ALA gebruiken, was de tumor niet te zien op de PET-beelden.” Hij benadrukte dat PET een uitstekende manier is om vroege behandelingsevaluatie uit te voeren en kan helpen bepalen of RDT al dan niet effectief zou zijn bij een patiënt.

Fox Chase voert nu een klinische proef uit naar RDT, waarbij de eerste fase van de studie de dosisescalatie (zowel stralingsdosis als medicijndosis) bij tumoren in een laat stadium onderzoekt. Deze fase heeft nu het uiteindelijke dosisniveau bereikt, met nog maar drie patiënten over, zei Ma, erop wijzend dat er tot nu toe in geen enkel geval toxiciteit heeft plaatsgevonden. Elders worden in een tweede RDT-studie in het Universitair Ziekenhuis Münster patiënten onderzocht met een eerste recidief van glioblastoom.

Echte gevallen

Ten slotte presenteerde Ma de resultaten van een aantal praktijkgevallen. “Je zult enthousiast zijn om deze te zien,” zei hij tegen het publiek, waarbij hij opmerkte dat “mensen meestal niet geloven dat het werkt, tenzij je een maand lang beeldvorming met CT, MR of PET hebt”.

In het eerste voorbeeld, een behandeling van levermetastasen, liet hij zien dat een maand na RDT uit PET-beeldvorming bleek dat er geen tumoren meer over waren. Vervolgens presenteerde hij een geval van longkanker met uitzaaiingen: “je kunt zeer dramatische resultaten zien met tumoren die na RDT zijn gedeactiveerd”, zei hij.

Implanteerbaar apparaat levert gepersonaliseerde fotodynamische therapie

Andere succesvolle RDT-behandelingen waren onder meer een slokdarmkanker, een longtumor met meerdere botmetastasen en een patiënt bij wie chemotherapie had gefaald, maar drie dagen na RDT een goede respons had. Ma merkte op dat de meeste patiënten kanker in een vergevorderd stadium hadden en dat andere behandelingen niet hadden gefaald. “We zien wel een effect, dus hopelijk kunnen we hun overleving verbeteren”, voegde hij eraan toe.

“RDT kan een lokale, regionale en systemische behandeling zijn die radiotherapie en fotodynamische therapie combineert”, concludeerde Ma. “We hebben er veel in vitro en in vivo experimenten om het therapeutisch potentieel ervan aan te tonen, en hoewel er maar weinig klinische onderzoeken zijn, hoop ik dat we in de toekomst meer resultaten zullen hebben en hier iets echt nuttigs van zullen maken.”

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. Automotive / EV's, carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/radiodynamic-therapy-harnessing-light-to-improve-cancer-treatments/