Радіодинамічна терапія: використання світла для покращення лікування раку – Physics World

Пухлини можна знищити різними способами. Променева терапія використовує пучки іонізуючого випромінювання для пошкодження ДНК і знищення пухлинних клітин. Менш поширеним підходом є фотодинамічна терапія, яка використовує активований світлом препарат для знищення ракових клітин через пошкодження мітохондрій. Крім того, з’являється техніка радіодинамічної терапії (РДТ).

«Радіодинамічна терапія — це комбінація променевої терапії та фотодинамічної терапії», — пояснюється Чарлі Ма з онкологічного центру Fox Chase, виступаючи на нещодавньому Щорічні збори AAPM.

Фотодинамічна терапія зазвичай використовує видиме лазерне світло для активації фоточутливого препарату, який переважно локалізований у пухлинних клітинах. Активований препарат генерує високоцитотоксичний синглетний кисень, який викликає загибель клітин. Однак обмежене проникнення лазерного світла в тканини означає, що методика в основному використовується для лікування поверхневих пухлин або ділянок з ендоскопічним доступом. Для лікування глибоко розташованих пухлин, які не можуть бути досягнуті фотодинамічною терапією, RDT використовує пучки фотонів високої енергії для активації фотосенсибілізатора.

«У RDT ми використовуємо від 20 до 30 відсотків дози променевої терапії», — пояснив Ма. «І потім ми також використовуємо світло Черенкова». Він зазначив, що це випромінювання Черенкова, яке генерується під час променевої терапії, коли лікувальний промінь взаємодіє з тканиною пацієнта, матиме майже ідентичний розподіл світла до розподілу терапевтичної дози випромінювання, і тому його можна легко спланувати.

Окрім накопичення в первинній пухлині, препарат також поглинається розподіленими метастатичними клітинами, які можна знищити за допомогою дуже низької дози черенковського світла. «Тепер RDT вперше робить променеву терапію не тільки місцевою та регіональною, але системною технікою лікування», — сказав Ма.

Команда Fox Chase використовує препарат під назвою 5-амінолевулінова кислота (5-ALA) для ШДТ. 5-ALA поглинається мітохондріями в ракових клітинах, причому в пухлинах у 10-20 разів більше, ніж у нормальних тканинах. Потрапляючи всередину ракової клітини, 5-ALA метаболізується в протопорфірин IX (PpIX), фотосенсибілізатор з піком спектру поглинання приблизно 380–430 нм. Це не ідеально для червоного лазерного світла, яке часто використовують для фотодинамічної терапії. Однак це чудово відповідає піку черенковського поглинання при 370–430 нм.

Доклінічний доказ

За останні кілька років Ма та його команда виконали багато доклінічних досліджень з використанням різних клітинних ліній пухлин і різних енергій випромінювання. Він поділився деякими результатами великого дослідження (кілька сотень тварин), що оцінювало RDT мишей із пухлиною за допомогою 100 мг/кг 5-ALA та фотонного опромінення 6, 15 або 45 МВ.

Ма зазначив, що пухлина була дуже агресивною, лише 4 Гр променевої терапії вбивали лише близько 10% пухлинних клітин. Крім того, РДТ на 6 МВ істотно не підвищувала терапевтичний ефект. «Тому люди хвилювалися, що черенківського світла недостатньо», – зазначив він. «Але при 15 і 45 МВ ви спостерігаєте набагато більшу затримку росту пухлини. Ми все ще вивчаємо, чому відбувається ця драматична зміна через енергію, нам потрібно знайти точний механізм, який стоїть за цим».

Команда використовувала ПЕТ для візуалізації зменшення пухлини після РДТ. Через тиждень після лікування пухлини у контрольних мишей виросли та дали метастази, тоді як у мишей, які отримували RDT, були значно менші ураження та відсутність метастазів. Ма також описав дослідження високоагресивного раку щитовидної залози у кроликів. Через тиждень після 3 Гр променевої терапії пухлина все ще зростала. «Але якщо ми використовуємо РДТ у 3 Гр з 5-ALA, пухлина не буде видно на ПЕТ-зображеннях». Він підкреслив, що ПЕТ є чудовим способом ранньої оцінки лікування та може допомогти визначити, чи буде РДТ ефективним для пацієнта.

Fox Chase зараз проводить клінічне випробування RDT, причому перша фаза дослідження вивчає підвищення дози (як дози опромінення, так і дози ліків) на пізніх стадіях пухлин. Зараз ця фаза досягла кінцевого рівня дози, залишилося лише три пацієнти, сказав Ма, зазначивши, що досі жодної токсичності не було в жодному випадку. В іншому місці друге випробування RDT в університетській лікарні Мюнстера обстежує пацієнтів із першим рецидивом гліобластоми.

Реальні випадки

Нарешті Ма представив результати низки реальних випадків. «Ви будете раді їх побачити», — сказав він аудиторії, зазначивши, що «зазвичай люди не вірять, що це працює, якщо ви не пройшли місячне обстеження за допомогою КТ, МРТ або ПЕТ».

У першому прикладі лікування метастазів у печінці він показав, що через місяць після РДТ ПЕТ-зображення виявило відсутність пухлин. Далі він представив випадок раку легенів із метастазами: «ви можете побачити дуже вражаючі результати з пухлинами, деактивованими після РДТ», — сказав він.

Імплантований пристрій забезпечує персоналізовану фотодинамічну терапію

Інші успішні методи лікування ШДТ включали рак стравоходу, пухлину легені з численними метастазами в кістках і пацієнта, у якого хіміотерапія була невдалою, але була хороша відповідь через три дні після ШДТ. Ма зазначив, що у більшості пацієнтів були ракові захворювання на пізніх стадіях, а інші методи лікування були неефективними. «Ми бачимо ефект, тому, сподіваюся, ми зможемо покращити їхнє виживання», — додав він.

«РДТ може бути місцевим, регіональним і системним лікуванням, яке поєднує променеву терапію та фотодинамічну терапію», — підсумував Ма. «У нас їх багато пробірці та в природних умовах експерименти, щоб продемонструвати його терапевтичний потенціал, і хоча клінічних випробувань небагато, я сподіваюся, що в майбутньому ми матимемо більше результатів і перетворимо це на щось справді корисне».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. Автомобільні / електромобілі, вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/radiodynamic-therapy-harnessing-light-to-improve-cancer-treatments/