การฝังเนื้องอกกัมมันตภาพรังสีคล้ายเจลช่วยกำจัดมะเร็งตับอ่อนในหนู

วิธีการนี้รวมยาเคมีบำบัดแบบดั้งเดิมเข้ากับวิธีการฉายรังสีเนื้องอกแบบใหม่ แทนที่จะส่งรังสีจากลำแสงภายนอกที่เดินทางผ่านเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี การรักษาจะฝังสารกัมมันตภาพรังสีไอโอดีน-131 โดยตรงเข้าไปในเนื้องอกภายในคลังที่มีลักษณะเหมือนเจลซึ่งช่วยปกป้องเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีและถูกร่างกายดูดซึมหลังจากที่รังสีจางหายไป ผลลัพธ์ปรากฏออนไลน์ในวันที่ 19 ตุลาคมในวารสารNature Biomedical Engineering "เราได้ดำดิ่งผ่านการรักษากว่า 1,100 ครั้งในแบบจำลองพรีคลินิก และไม่เคยพบผลลัพธ์ที่เนื้องอกหดตัวและหายไปเหมือนของเรา" เจฟฟ์ ชาล ผู้ดำเนินการวิจัยระหว่างปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการของ Ashutosh Chilkoti, Alan L กล่าว Kaganov ศาสตราจารย์ดีเด่นด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ Duke "เมื่อวรรณกรรมที่เหลือบอกว่าสิ่งที่เราเห็นไม่ได้เกิดขึ้น นั่นคือตอนที่เรารู้ว่าเรามีบางสิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่ง" แม้จะคิดเป็นเพียง 3.2% ของผู้ป่วยมะเร็งทั้งหมด แต่มะเร็งตับอ่อนเป็นสาเหตุการตายอันดับสามของการเสียชีวิตจากมะเร็ง เป็นเรื่องยากมากที่จะรักษาเพราะเนื้องอกมีแนวโน้มที่จะพัฒนาการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ก้าวร้าวซึ่งทำให้ดื้อต่อยาหลายชนิด และโดยทั่วไปจะได้รับการวินิจฉัยช้ามากเมื่อมันแพร่กระจายไปยังตำแหน่งอื่นในร่างกายแล้ว การรักษาชั้นนำในปัจจุบันเป็นการรวมเคมีบำบัดซึ่งช่วยให้เซลล์อยู่ในขั้นตอนการสืบพันธุ์ที่เสี่ยงต่อการได้รับรังสีเป็นระยะเวลานานขึ้น โดยลำแสงของรังสีจะมุ่งเป้าไปที่เนื้องอก อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ไม่ได้ผล เว้นแต่ระดับรังสีที่แน่นอนจะไปถึงเนื้องอก และแม้จะมีความก้าวหน้าล่าสุดในการสร้างและกำหนดเป้าหมายลำรังสี แต่เกณฑ์ดังกล่าวก็ยากที่จะไปถึงโดยไม่เสี่ยงต่อผลข้างเคียงที่รุนแรง อีกวิธีหนึ่งที่นักวิจัยได้พยายามคือการฝังตัวอย่างกัมมันตภาพรังสีที่หุ้มด้วยไททาเนียมโดยตรงภายในเนื้องอก แต่เนื่องจากไททาเนียมปิดกั้นรังสีทั้งหมดยกเว้นรังสีแกมมา ซึ่งเดินทางไกลออกไปนอกเนื้องอก มันจึงสามารถคงอยู่ในร่างกายได้เพียงช่วงระยะเวลาสั้นๆ ก่อนที่ความเสียหายต่อเนื้อเยื่อรอบข้างจะเริ่มทำลายจุดประสงค์ "ตอนนี้ยังไม่มีวิธีที่ดีในการรักษามะเร็งตับอ่อน" Schaal ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ Cereius, Inc. ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพด้านเทคโนโลยีชีวภาพในเมืองเดอร์แฮม รัฐนอร์ทแคโรไลนา ซึ่งทำงานเพื่อจำหน่ายการบำบัดด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสีแบบกำหนดเป้าหมายโดยใช้รูปแบบเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ Schaal จึงตัดสินใจลองวิธีการฝังที่คล้ายกันโดยใช้สารที่ทำจากโพลีเปปไทด์ที่มีลักษณะคล้ายอีลาสติน (ELPs) ซึ่งเป็นสายโซ่สังเคราะห์ของกรดอะมิโนที่เชื่อมติดกันเพื่อสร้างสารที่มีลักษณะคล้ายเจลที่มีคุณสมบัติเฉพาะ เนื่องจาก ELP เป็นจุดสนใจของห้องปฏิบัติการ Chilkoti เขาจึงสามารถทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงานเพื่อออกแบบระบบการจัดส่งที่เหมาะสมกับงาน ELPs มีสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง แต่สร้างสารคล้ายเจลที่เสถียรภายในร่างกายมนุษย์ที่อุ่นขึ้น เมื่อฉีดเข้าไปในเนื้องอกพร้อมกับธาตุกัมมันตภาพ รังสี ELPs จะก่อตัวเป็นที่เก็บขนาดเล็กที่ห่อหุ้มอะตอมของกัมมันตภาพรังสี ในกรณีนี้ นักวิจัยตัดสินใจใช้ไอโอดีน-131 ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของไอโอดีน เนื่องจากแพทย์ใช้ไอโอดีนอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์มานานหลายทศวรรษแล้ว และเข้าใจผลกระทบทางชีวภาพของมันเป็นอย่างดี คลังเก็บ ELP ห่อหุ้มไอโอดีน-131 และป้องกันไม่ให้รั่วไหลออกสู่ร่างกาย ไอโอดีน-131 ปล่อยรังสีบีตา ซึ่งทะลุผ่านไบโอเจลและสะสมพลังงานเกือบทั้งหมดไว้ในเนื้องอกโดยไม่ไปถึงเนื้อเยื่อรอบๆ เมื่อเวลาผ่านไป คลังเก็บ ELP จะย่อยสลายเป็นกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบและร่างกายจะดูดซึมได้ แต่ก่อนที่ไอโอดีน-131 จะสลายตัวเป็นซีนอนในรูปแบบที่ไม่เป็นอันตราย "รังสีเบต้ายังช่วยเพิ่มความเสถียรของไบโอเจล ELP" Schaal กล่าว "นั่นช่วยให้คลังมีอายุการใช้งานนานขึ้นและสลายตัวหลังจากใช้รังสีไปแล้วเท่านั้น" ในรายงานฉบับใหม่ Schaal และผู้ทำงานร่วมกันของเขาในห้องปฏิบัติการ Chilkoti ได้ทดสอบการรักษาแบบใหม่นี้ร่วมกับยา paclitaxel ซึ่งเป็นยาเคมีบำบัดที่ใช้กันทั่วไป เพื่อรักษามะเร็งตับอ่อนในหนูหลายรุ่น พวกเขาเลือกมะเร็งตับอ่อนเนื่องจากความอับอายที่ยากต่อการรักษา โดยหวังว่าจะแสดงให้เห็นว่าการฝังเนื้องอกกัมมันตภาพรังสีของพวกเขาสร้างผลเสริมฤทธิ์กันกับเคมีบำบัด ซึ่งการรักษาด้วยลำแสงรังสีที่มีอายุค่อนข้างสั้นไม่ได้ นักวิจัยได้ทดสอบแนวทางของพวกเขากับหนูที่เป็นมะเร็งใต้ผิวหนังซึ่งเกิดจากการกลายพันธุ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นในมะเร็งตับอ่อน พวกเขายังทดสอบกับหนูที่มีเนื้องอกในตับอ่อน ซึ่งรักษาได้ยากกว่ามาก โดยรวมแล้ว การทดสอบเห็นอัตราการตอบสนอง 100% ในทุกรุ่น โดยที่เนื้องอกถูกกำจัดไปจนหมดในสามในสี่ของรุ่นประมาณ 80% ของเวลาทั้งหมด การทดสอบยังพบว่าไม่มีผลข้างเคียงที่เห็นได้ชัดทันทีนอกเหนือจากที่เกิดจากเคมีบำบัดเพียงอย่างเดียว Schaal กล่าวว่า "เราคิดว่าการแผ่รังสีคงที่ช่วยให้ยาสามารถโต้ตอบกับผลกระทบได้รุนแรงกว่าการรักษาด้วยลำแสงภายนอก "นั่นทำให้เราคิดว่าวิธีการนี้อาจทำงานได้ดีกว่าการรักษาด้วยลำแสงภายนอกสำหรับมะเร็งชนิดอื่น ๆ ด้วยเช่นกัน" อย่างไรก็ตาม วิธีการดังกล่าวยังคงอยู่ในขั้นพรีคลินิกขั้นต้น และจะไม่สามารถนำมาใช้กับมนุษย์ได้ในเร็วๆ นี้ นักวิจัยกล่าวว่าขั้นตอนต่อไปของพวกเขาคือการทดลองในสัตว์ขนาดใหญ่ ซึ่งพวกเขาจะต้องแสดงให้เห็นว่าเทคนิคนี้สามารถทำได้อย่างแม่นยำด้วยเครื่องมือทางคลินิกที่มีอยู่และเทคนิคการส่องกล้องที่แพทย์ได้รับการฝึกอบรมมาแล้ว หากประสบความสำเร็จ พวกเขามองไปที่การทดลองทางคลินิกระยะที่ 1 ในมนุษย์ "ห้องปฏิบัติการของฉันทำงานเพื่อพัฒนาวิธีการรักษามะเร็งแบบใหม่มาเกือบ 20 ปีแล้ว และงานนี้อาจเป็นงานที่น่าตื่นเต้นที่สุดที่เราเคยทำมาในแง่ของผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น เนื่องจากมะเร็งตับอ่อนระยะสุดท้ายไม่สามารถรักษาได้และเป็นอันตรายถึงชีวิตอย่างสม่ำเสมอ "ชิลโกติกล่าว "ผู้ป่วยมะเร็งตับอ่อนสมควรได้รับทางเลือกในการรักษาที่ดีกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน และผมมุ่งมั่นอย่างยิ่งที่จะนำสิ่งนี้ไปสู่คลินิก"