Terapie radiodinamică: valorificarea luminii pentru îmbunătățirea tratamentelor pentru cancer – Physics World

Tumorile pot fi distruse în multe feluri. Radioterapia folosește fascicule de radiații ionizante pentru a deteriora ADN-ul și pentru a distruge celulele tumorale. O abordare mai puțin obișnuită este terapia fotodinamică, care utilizează un medicament activat de lumină pentru a ucide celulele canceroase prin leziuni mitocondriale. Apoi, există tehnica emergentă a terapiei radiodinamice (RDT).

„Terapia radiodinamică este combinația dintre radioterapia și terapia fotodinamică”, a explicat Charlie Ma de la Fox Chase Cancer Center, vorbind recent Adunarea anuală a AAPM.

Terapia fotodinamică utilizează de obicei lumina laser vizibilă pentru a activa un medicament fotosensibil care este localizat de preferință în celulele tumorale. Medicamentul activat generează oxigen singlet extrem de citotoxic care provoacă moartea celulelor. Cu toate acestea, pătrunderea limitată a luminii laser în țesut înseamnă că tehnica este utilizată în principal pentru tratarea tumorilor superficiale sau a locurilor cu acces endoscopic. Pentru a trata tumorile adânci pe care terapia fotodinamică nu le poate atinge, RDT utilizează fascicule de fotoni de înaltă energie pentru a activa fotosensibilizatorul.

„În RDT, folosim 20 până la 30% din doza din radioterapie”, a explicat Ma. „Și apoi folosim și lumina Cherenkov.” El a observat că această radiație Cherenkov, care este generată în timpul radioterapiei, pe măsură ce fasciculul de tratament interacționează cu țesutul pacientului, va avea o distribuție a luminii aproape identică cu distribuția dozei de radiație terapeutică și, astfel, poate fi planificată cu ușurință.

Pe lângă acumularea în tumora primară, medicamentul va fi absorbit și de celulele metastatice distribuite, care pot fi distruse folosind o doză foarte mică de lumină Cherenkov. „Acum, pentru prima dată, RDT face radioterapia nu doar locală și regională, ci o tehnică de tratament sistemic”, a spus Ma.

Echipa de la Fox Chase utilizează un medicament numit acid 5-aminolevulinic (5-ALA) pentru RDT. 5-ALA este preluat de mitocondrii în celulele canceroase, cu o absorbție de 10 până la 20 de ori mai mare în tumori decât în ​​țesuturile normale. Odată în interiorul unei celule canceroase, 5-ALA este metabolizat în protoporfirina IX (PpIX), un fotosensibilizant cu un vârf de spectru de absorbție la aproximativ 380-430 nm. Acest lucru nu este ideal pentru lumina laser roșie folosită adesea pentru terapia fotodinamică. Este, totuși, o potrivire excelentă pentru vârful de absorbție Cherenkov la 370–430 nm.

Dovada preclinica

În ultimii câțiva ani, Ma și echipa sa au efectuat multe studii preclinice folosind diferite linii de celule tumorale și diferite energii de radiație. El a împărtășit câteva rezultate dintr-un studiu amplu (câteva sute de animale) care evaluează RDT la șoareci purtători de tumori folosind 100 mg/kg 5-ALA și iradiere cu fotoni de 6, 15 sau 45 MV.

Ma a remarcat că tumora era extrem de agresivă, doar 4 Gy de radioterapie ucigând doar aproximativ 10% din celulele tumorale. În plus, RDT la 6 MV nu a crescut semnificativ efectul terapeutic. „De aceea oamenii s-au îngrijorat că lumina Cherenkov nu este suficientă”, a menționat el. „Dar cu 15 și 45 MV vedeți mult mai multă întârziere a creșterii tumorii. Încă studiem de ce există această schimbare dramatică din cauza energiei, trebuie să găsim mecanismul exact din spatele ei.”

Echipa a folosit PET pentru a vizualiza contracția tumorii după RDT. La o săptămână după tratament, tumorile la șoarecii de control au crescut și au metastazat, în timp ce cei tratați cu RDT aveau leziuni mult mai mici și nu aveau metastaze. Ma a descris, de asemenea, un studiu al unui cancer tiroidian extrem de agresiv la iepuri. La o săptămână după 3 Gy de radioterapie, tumora era încă în creștere. „Dar dacă folosim RDT la 3 Gy cu 5-ALA, tumora nu a fost văzută pe imaginile PET.” El a subliniat că PET oferă o modalitate excelentă de a efectua evaluarea timpurie a tratamentului și ar putea ajuta la determinarea dacă RDT ar fi sau nu eficient la un pacient.

Fox Chase efectuează acum un studiu clinic asupra RDT, prima fază a studiului examinând escaladarea dozei (atât doza de radiații, cât și doza de medicament) în tumorile în stadiu avansat. Această fază a atins acum nivelul final al dozei cu doar trei pacienți mai rămas, a spus Ma, subliniind că până acum nu au apărut toxicități în niciun caz. În altă parte, un al doilea studiu RDT la Spitalul Universitar din Muenster examinează pacienții cu o primă recurență a glioblastomului.

Cazuri din viața reală

În cele din urmă, Ma a prezentat rezultate dintr-o serie de cazuri din viața reală. „Veți fi încântat să le vedeți”, a spus el audienței, remarcând că „de obicei, oamenii nu cred că funcționează decât dacă aveți o lună de imagistică cu CT, MR sau PET”.

În primul exemplu, un tratament al metastazelor hepatice, el a arătat că la o lună după RDT, imagistica PET a arătat că nu au rămas tumori. În continuare, el a prezentat un caz de cancer pulmonar cu metastaze: „se pot vedea rezultate foarte dramatice cu tumori dezactivate după RDT”, a spus el.

Dispozitivul implantabil oferă terapie fotodinamică personalizată

Alte tratamente de succes RDT au inclus un cancer esofagian, o tumoare pulmonară cu metastaze osoase multiple și un pacient care nu a reușit chimioterapia, dar a avut un răspuns bun la trei zile după RDT. Ma a remarcat că cei mai mulți dintre pacienți aveau cancere în stadiu avansat și au eșuat alte tratamente. „Vedem un efect, așa că sperăm că le putem îmbunătăți supraviețuirea”, a adăugat el.

„TDR poate fi un tratament local, regional și sistemic care combină radioterapia și terapia fotodinamică”, a concluzionat Ma. „Avem multe in vitro și in vivo experimente pentru a-i demonstra potențialul terapeutic și, deși studiile clinice sunt puține, sper că vom avea mai multe rezultate în viitor și vom transforma acest lucru în ceva cu adevărat util.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. Automobile/VE-uri, carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• BlockOffsets. Modernizarea proprietății de compensare a mediului. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/radiodynamic-therapy-harnessing-light-to-improve-cancer-treatments/