פריצת דרך בסרטן הלבלב? שתל רדיואקטיבי דמוי ג'ל מוחק אותו בעכברים

מהנדסים ביו-רפואיים באוניברסיטת דיוק הוכיחו את הטיפול היעיל ביותר עבור סרטן הלבלב הוקלט אי פעם בדגמי עכברים. בעוד שרוב הניסויים בעכברים רואים בעצירת הצמיחה הצלחה, הטיפול החדש חיסל לחלוטין גידולים ב-80% של עכברים בכמה סוגי מודלים, כולל אלו שנחשבו לקשים ביותר לטיפול.

הגישה משלבת תרופות כימותרפיות מסורתיות עם שיטה חדשה להקרנת הגידול. במקום להעביר קרינה מקרן חיצונית העוברת דרך רקמה בריאה, הטיפול משתיל יוד-131 רדיואקטיבי ישירות לתוך הגידול בתוך מחסן דמוי ג'ל המגן על רקמה בריאה ונספגת בגוף לאחר שהקרינה נמוגה.

התוצאות מופיעות באינטרנט ב-19 באוקטובר בכתב העת Nature Biomedical Engineering.

"עשינו צלילה עמוקה דרך למעלה מ-1100 טיפולים על פני מודלים פרה-קליניים ומעולם לא מצאנו תוצאות שבהן הגידולים התכווצו ונעלמו כמו שלנו", אמר ג'ף שאל, שערך את המחקר במהלך הדוקטורט שלו במעבדה של אשוטוש צ'ילקוטי, הפרופסור המובהק להנדסה ביו-רפואית אלן ל. קגנוב ב-Duke. "כששאר הספרות אומרת שמה שאנחנו רואים לא קורה, אז ידענו שיש לנו משהו מאוד מעניין".

למרות שהוא מהווה רק 3.2% מכל מקרי הסרטן, סרטן הלבלב הוא הגורם השלישי בשכיחותו למוות הקשור לסרטן. זה מאוד קשה לטיפול מכיוון שהגידולים שלו נוטים לפתח מוטציות גנטיות אגרסיביות שהופכות אותו לעמיד בפני תרופות רבות, והוא בדרך כלל מאובחן מאוחר מאוד, כאשר הוא כבר התפשט לאתרים אחרים בגוף.

הטיפול המוביל כיום משלב כימותרפיה, השומרת על תאים בשלב רבייה פגיעים לקרינה לפרקי זמן ארוכים יותר, עם אלומת קרינה המכוונת לגידול. אולם גישה זו אינה יעילה אלא אם כן סף קרינה מסוים מגיע לגידול. ולמרות ההתקדמות האחרונה בעיצוב ומיקוד קרני קרינה, קשה מאוד להגיע לסף הזה מבלי להסתכן בתופעות לוואי חמורות.

שיטה נוספת שניסו חוקרים כוללת השתלת דגימה רדיואקטיבית עטופה בטיטניום ישירות בתוך הגידול. אבל מכיוון שטיטניום חוסם את כל הקרינה מלבד קרני גמא, העוברות הרחק מחוץ לגידול, הוא יכול להישאר בתוך הגוף רק לפרק זמן קצר לפני שהנזק לרקמות הסובבות מתחיל להביס את המטרה.

"פשוט אין דרך טובה לטפל בסרטן הלבלב כרגע", אמר Schaal, שכיום מנהל מחקר ב-Cereius, Inc., סטארט-אפ ביוטכנולוגיה של דורהאם, צפון קרוליינה הפועלת למסחור טיפול ממוקד ברדיונוקלידים באמצעות תכנית טכנולוגית אחרת.

כדי לעקוף את הנושאים הללו, החליטה Schaal לנסות שיטת השתלה דומה באמצעות חומר העשוי מפוליפפטידים דמויי אלסטין (ELP), שהם שרשראות סינתטיות של חומצות אמינו המחוברות זו לזו ליצירת חומר דמוי ג'ל בעל תכונות מותאמות. מכיוון ש-ELP הם מוקד של מעבדת צ'ילקוטי, הוא הצליח לעבוד עם עמיתים לתכנן מערכת מסירה המתאימה היטב למשימה.

ה-ELPs קיימים במצב נוזלי בטמפרטורת החדר אך יוצרים חומר דמוי ג'ל יציב בתוך גוף האדם החם יותר. כאשר מוזרקים לגידול יחד עם יסוד רדיואקטיבי, ה-ELPs יוצרים מחסן קטן המקיף אטומים רדיואקטיביים. במקרה זה, החוקרים החליטו להשתמש ביוד-131, איזוטופ רדיואקטיבי של יוד, מכיוון שרופאים השתמשו בו רבות בטיפולים רפואיים במשך עשרות שנים והשפעותיו הביולוגיות מובנות היטב.

מחסן ה-ELP עוטף את היוד-131 ומונע ממנו לדלוף החוצה אל הגוף. היוד-131 פולט קרינת בטא, החודרת לביוג'ל ומפקידה כמעט את כל האנרגיה שלו לתוך הגידול מבלי להגיע לרקמה שמסביב. עם הזמן, מחסן ה-ELP מתפרק לחומצות האמינו המרכיבות אותו ונספג בגוף - אך לא לפני שהיוד-131 התפרק לצורה לא מזיקה של קסנון.

"קרינת הבטא גם משפרת את היציבות של הביוג'ל ELP", אמר Schaal. "זה עוזר למחסן להחזיק מעמד זמן רב יותר ולהתפרק רק לאחר שהקרינה נגמרת."

במאמר החדש, Schaal ושותפי הפעולה שלו במעבדת צ'ילקוטי בדקו את הטיפול החדש ביחד עם פקליטקסל, תרופה כימותרפית נפוצה, לטיפול במודלים שונים של סרטן הלבלב בעכברים. הם בחרו בסרטן הלבלב בגלל לשון הרע על היותו קשה לטיפול, בתקווה להראות שהשתלת הגידול הרדיואקטיבי שלהם יוצר השפעות סינרגטיות עם כימותרפיה, שטיפול בקרן קרינה קצרת מועד אינו עושה זאת.

החוקרים בדקו את הגישה שלהם על עכברים עם סרטן ממש מתחת לעורם שנוצרו על ידי מספר מוטציות שונות הידועים כמתרחשות בסרטן הלבלב. הם גם בדקו את זה על עכברים שהיו להם גידולים בתוך הלבלב, וזה הרבה יותר קשה לטיפול.

בסך הכל, הבדיקות ראו שיעור תגובה של 100% בכל הדגמים, כאשר הגידולים חוסלו לחלוטין בשלושה רבעים מהדגמים בערך 80% מהזמן. הבדיקות גם לא גילו תופעות לוואי ברורות מיד מעבר למה שנגרם על ידי כימותרפיה בלבד.

"אנחנו חושבים שהקרינה המתמדת מאפשרת לתרופות ליצור אינטראקציה עם השפעותיה בצורה חזקה יותר ממה שמאפשר טיפול קרן חיצוני", אמר Schaal. "זה גורם לנו לחשוב שגישה זו עשויה למעשה לעבוד טוב יותר מטיפול בקרן חיצונית גם עבור סוגי סרטן רבים אחרים."

עם זאת, הגישה עדיין בשלביה הפרה-קליניים המוקדמים ולא תהיה זמינה לשימוש אנושי בזמן הקרוב. החוקרים אומרים שהשלב הבא שלהם הוא ניסויים גדולים בבעלי חיים, שבהם הם יצטרכו להראות שניתן לבצע את הטכניקה במדויק עם הכלים הקליניים הקיימים וטכניקות אנדוסקופיה שהרופאים כבר הוכשרו בהן. אם יצליחו, הם מסתכלים לקראת ניסוי קליני שלב 1 בבני אדם.

"המעבדה שלי עובדת על פיתוח טיפולי סרטן חדשים כבר קרוב ל-20 שנה, והעבודה הזו היא אולי המרגשת ביותר שעשינו מבחינת ההשפעה הפוטנציאלית שלה, שכן סרטן הלבלב בשלב מאוחר בלתי אפשרי לטיפול והוא תמיד קטלני, "אמר צ'ילקוטי. "חולי סרטן הלבלב ראויים לאפשרויות טיפול טובות יותר מאלה הקיימות כיום, ואני מחויב מאוד לקחת את זה עד למרפאה."

מחקר זה נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (5R01EB000188) והמכון הלאומי לסרטן (R35CA197616).

ציטוט: "Brachytherapy Via a Depot of Biopolymer-Bound 131I Synergizes with Nanoparticle Paclitaxel in Therapy-resistant Pancreatic Tumors," Jeffrey L. Schaal, Jayanta Bhattacharyya, Jeremy Brownstein, Kyle C. Strickland, Garrett Kelly, Samshua Milligan, Joshuan Saha, בנסקוטה, Xinghai Li, Wenge Liu, David G. Kirsch, Michael R Zalutsky, ו-Ahutosh Chilkoti. Nature Biomedical Engineering, 2022. DOI: 10.1038/s41551-022-00949-4

קישור: https://www.nature.com/articles/s41551-022-00949-4

דיוק תמונה

מקור המאמר המקורי: WRAL TechWire