Radiodinamična terapija: izkoriščanje svetlobe za izboljšanje zdravljenja raka – Svet fizike

Tumorje je mogoče uničiti na več načinov. Radioterapija uporablja žarke ionizirajočega sevanja za poškodbe DNK in uničenje tumorskih celic. Manj pogost pristop je fotodinamična terapija, ki uporablja svetlobno aktivirano zdravilo za ubijanje rakavih celic s poškodbo mitohondrijev. Potem je tu še nastajajoča tehnika radiodinamične terapije (RDT).

"Radiodinamična terapija je kombinacija radioterapije in fotodinamične terapije," je pojasnil Charlie Ma iz Fox Chase Cancer Center, ki je govoril na nedavnem Letno srečanje AAPM.

Fotodinamična terapija običajno uporablja vidno lasersko svetlobo za aktiviranje fotosenzitivnega zdravila, ki je prednostno lokalizirano znotraj tumorskih celic. Aktivirano zdravilo ustvarja visoko citotoksičen singletni kisik, ki povzroči celično smrt. Omejen prodor laserske svetlobe v tkivo pa pomeni, da se tehnika uporablja predvsem za zdravljenje površinskih tumorjev ali mest z endoskopskim dostopom. Za zdravljenje globoko ležečih tumorjev, ki jih fotodinamična terapija ne more doseči, RDT uporablja visokoenergijske fotonske žarke za aktiviranje fotosenzibilizatorja.

"Pri RDT uporabimo 20 do 30 odstotkov odmerka radioterapije," je pojasnil Ma. "In potem uporabljamo tudi Čerenkovo ​​svetlobo." Opozoril je, da bo imelo to Čerenkovo ​​sevanje, ki nastane med radioterapijo, ko žarek zdravljenja vpliva na pacientovo tkivo, porazdelitev svetlobe skoraj enaka porazdelitvi odmerka terapevtskega sevanja in ga je zato mogoče enostavno načrtovati.

Poleg kopičenja v primarnem tumorju bodo zdravilo absorbirale tudi porazdeljene metastatske celice, ki jih je mogoče uničiti z zelo majhnim odmerkom čerenkovske svetlobe. "Z RDT je ​​zdaj prvič radioterapija ne le lokalna in regionalna, ampak sistemska tehnika zdravljenja," je dejal Ma.

Ekipa pri Fox Chase za RDT uporablja zdravilo, imenovano 5-aminolevulinska kislina (5-ALA). 5-ALA prevzamejo mitohondriji v rakavih celicah, pri čemer je v tumorjih 10- do 20-krat večji vnos kot v normalnih tkivih. Ko vstopi v rakavo celico, se 5-ALA presnovi v protoporfirin IX (PpIX), fotosenzibilizator z vrhom absorpcijskega spektra pri okoli 380–430 nm. To ni idealno za rdečo lasersko svetlobo, ki se pogosto uporablja za fotodinamično terapijo. Vendar pa se odlično ujema z absorpcijskim vrhom Čerenkova pri 370–430 nm.

Predklinični dokaz

V zadnjih nekaj letih sta Ma in njegova ekipa izvedla številne predklinične študije z uporabo različnih tumorskih celičnih linij in različnih energij sevanja. Delil je nekaj rezultatov velike študije (več sto živali), ki je ocenjevala RDT miši s tumorjem z uporabo 100 mg/kg 5-ALA in fotonskega obsevanja s 6, 15 ali 45 MV.

Ma je ​​opazil, da je bil tumor zelo agresiven, saj je samo 4 Gy radioterapije ubilo le približno 10 % tumorskih celic. Poleg tega RDT pri 6 MV ni bistveno povečal terapevtskega učinka. "Zato je ljudi skrbelo, da Čerenkova svetloba ne zadostuje," je opozoril. »Toda pri 15 in 45 MV vidite veliko večjo zamudo pri rasti tumorja. Še vedno preučujemo, zakaj je prišlo do te dramatične spremembe zaradi energije, najti moramo natančen mehanizem za tem.«

Ekipa je uporabila PET za vizualizacijo krčenja tumorja po RDT. En teden po zdravljenju so tumorji pri kontrolnih miših zrasli in metastazirali, medtem ko so imeli tisti, zdravljeni z RDT, veliko manjše lezije in brez metastaz. Ma je ​​opisal tudi študijo o zelo agresivnem raku ščitnice pri kuncih. En teden po 3 Gy radioterapiji je tumor še vedno rasel. "Če pa uporabimo RDT pri 3 Gy s 5-ALA, tumor ni bil viden na slikah PET." Poudaril je, da PET zagotavlja odličen način za zgodnjo oceno zdravljenja in bi lahko pomagal ugotoviti, ali bi bila RDT učinkovita pri bolniku ali ne.

Fox Chase zdaj izvaja klinično preskušanje RDT, pri čemer prva faza študije preučuje stopnjevanje odmerka (tako odmerka sevanja kot odmerka zdravila) pri tumorjih v pozni fazi. Ta faza je zdaj dosegla končno raven odmerka, pri čemer so ostali samo še trije bolniki, je dejal Ma in poudaril, da doslej v nobenem primeru ni prišlo do toksičnosti. Drugo preskušanje RDT v Univerzitetni bolnišnici Muenster preiskuje bolnike s prvo ponovitvijo glioblastoma.

Primeri iz resničnega življenja

Na koncu je Ma predstavil rezultate številnih primerov iz resničnega življenja. "Navdušeni boste, ko jih boste videli," je povedal občinstvu in opozoril, da "običajno ljudje ne verjamejo, da deluje, razen če imate enomesečno slikanje s CT, MR ali PET".

V prvem primeru, zdravljenju metastaz v jetrih, je pokazal, da en mesec po RDT slikanje PET razkrije, da tumorji niso ostali. Nato je predstavil primer pljučnega raka z metastazami: »lahko vidite zelo dramatične rezultate s tumorji, deaktiviranimi po RDT,« je dejal.

Naprava za vsaditev zagotavlja prilagojeno fotodinamično terapijo

Druga uspešna zdravljenja RDT so vključevala raka požiralnika, pljučni tumor z več metastazami v kosteh in bolnika, pri katerem kemoterapija ni bila uspešna, vendar je imel dober odziv tri dni po RDT. Ma je ​​opozoril, da je večina bolnikov imela rak v pozni fazi in da so bila druga zdravljenja neuspešna. "Vidimo učinek, zato upamo, da bomo lahko izboljšali njihovo preživetje," je dodal.

"RDT je ​​lahko lokalno, regionalno in sistemsko zdravljenje, ki združuje radioterapijo in fotodinamično terapijo," je zaključil Ma. »Imamo veliko in vitro in vivo eksperimentov, da bi dokazali njegov terapevtski potencial, in čeprav je kliničnih preskušanj malo, upam, da bomo imeli v prihodnosti več rezultatov in bomo iz tega naredili nekaj res uporabnega.«

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Avtomobili/EV, Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/radiodynamic-therapy-harnessing-light-to-improve-cancer-treatments/