すい臓がんがブレークスルー？ゲル状の放射性インプラントがマウスの体内でそれを消滅させる
発行日:デューク大学の生物医学工学者は、次のような最も効果的な治療法を実証しました。 膵臓癌 これまでマウスモデルに記録されていました。ほとんどのマウス臨床試験では、単に成長を停止するだけで成功と見なされていますが、新しい治療法では、最も治療が難しいと考えられているモデルを含むいくつかのモデルタイプのマウスの 80% の腫瘍が完全に除去されました。
このアプローチは、従来の化学療法薬と腫瘍を照射する新しい方法を組み合わせたものです。この治療では、健康な組織を通過する外部ビームから放射線を照射するのではなく、ゲル状の貯蔵庫内の腫瘍に放射性ヨウ素 131 を直接埋め込み、健康な組織を保護し、放射線が消えた後に体内に吸収されます。
この結果は、雑誌 Nature Biomedical Engineering に 10 月 19 日オンライン掲載されます。
「私たちは前臨床モデルにわたる1100以上の治療を徹底的に調査しましたが、私たちの場合のように腫瘍が縮小して消失するという結果は見つかりませんでした」と、博士課程の研究室で研究を行ったジェフ・シャール氏は述べた。 アシュトシュ・チルコティ、デューク大学の生体医工学のアラン・L・カガノフ特別教授。 「他の文献では、私たちが見ているようなことは起こらないと書かれているとき、私たちはそのとき、非常に興味深いことが起こっていることに気づきました。」
全がん症例のわずか 3.2% を占めるに過ぎないにもかかわらず、膵臓がんはがん関連死亡の 3 番目に多い原因です。この腫瘍は、多くの薬剤に耐性を持たせる激しい遺伝子変異を発現する傾向があり、通常、診断が非常に遅くなり、すでに体内の他の部位に広がっているため、治療が非常に困難です。
現在の主要な治療法は、細胞を放射線に対して長期間脆弱な再生段階に保つ化学療法と、腫瘍を標的とした放射線ビームを組み合わせたものである。ただし、このアプローチは、放射線の一定の閾値が腫瘍に到達しない限り効果がありません。そして、放射線ビームの成形と標的化における最近の進歩にもかかわらず、重篤な副作用の危険を冒さずにその閾値に到達することは非常に困難です。
研究者らが試みた別の方法には、チタンに包まれた放射性サンプルを腫瘍内に直接移植することが含まれる。しかし、チタンはガンマ線以外のすべての放射線を遮断するため、ガンマ線は腫瘍のはるか外側に伝わり、体内に留まることができるのは、周囲の組織が損傷を受けて目的が果たせなくなるまでの短期間だけです。
「膵臓がんを治療する良い方法は、現時点ではまったくありません」とシャール氏は語った。シャール氏は現在、ノースカロライナ州ダーラムのバイオテクノロジー新興企業セレウス社で研究部長を務めており、別の技術スキームによる標的放射性核種療法の商業化に取り組んでいる。
これらの問題を回避するために、シャール氏は、エラスチン様ポリペプチド (ELP) で作られた物質を使用して同様の移植方法を試みることにしました。エラスチン様ポリペプチド (ELP) は、アミノ酸の合成鎖が結合して、目的に合わせた特性を備えたゲル状物質を形成しています。 ELP は Chilkoti 研究室の焦点であるため、彼は同僚と協力して、このタスクに適した配信システムを設計することができました。
ELP は室温では液体状態で存在しますが、暖かい人体の中では安定したゲル状物質を形成します。 ELP を放射性元素とともに腫瘍に注入すると、放射性原子を収容する小さな貯蔵所が形成されます。この場合、研究者らはヨウ素の放射性同位体であるヨウ素131を使用することを決定した。それは、医師が何十年にもわたって医療に広く使用しており、その生物学的影響がよく理解されているためである。
ELP デポはヨウ素 131 を包み込み、体内への漏出を防ぎます。ヨウ素 131 はベータ線を放出します。ベータ線はバイオゲルを貫通し、そのエネルギーのほとんどすべてが周囲の組織に到達することなく腫瘍に蓄積されます。時間の経過とともに、ELP デポは構成アミノ酸に分解され、体内に吸収されますが、ヨウ素 131 が無害なキセノンに分解される前には吸収されません。
「ベータ線はELPバイオゲルの安定性も向上させます」とシャール氏は語った。 「これにより、倉庫が長持ちし、放射線が使い果たされた後にのみ壊れます。」
新しい論文の中で、シャール氏とチルコティ研究室の共同研究者らは、膵臓がんのさまざまなマウスモデルを治療するために、一般的に使用される化学療法薬であるパクリタキセルと併用して新しい治療法をテストした。彼らは、治療が難しいことで悪名が高い膵臓がんを選択し、放射性腫瘍インプラントが化学療法との相乗効果を生み出し、比較的持続時間が短い放射線ビーム療法では得られない相乗効果を示すことを望んでいた。
研究者らは、膵臓がんで発生することが知られているいくつかの異なる変異によって皮膚直下にがんができたマウスを対象に、このアプローチをテストした。彼らはまた、治療がはるかに難しい膵臓内に腫瘍を持ったマウスでもそれをテストした。
全体として、テストではすべてのモデルで 100% の反応率が確認され、モデルの 4 分の 3 で腫瘍が約 80% の確率で完全に除去されました。また、検査では、化学療法単独によって引き起こされるものを超える、すぐに明らかな副作用は見られませんでした。
「継続的な放射線治療により、外部照射療法よりも薬剤とその効果がより強く相互作用できると考えています」とシャール氏は語った。 「このことから、このアプローチは実際に他の多くのがんに対しても外部ビーム療法よりも効果があるのではないかと考えられます。」
ただし、このアプローチはまだ初期の前臨床段階にあり、人間がすぐに使用できるようになるわけではありません。研究者らは、次のステップは大規模動物実験であり、医師がすでに訓練を受けている既存の臨床ツールと内視鏡技術を使ってこの技術が正確に実行できることを示す必要があると述べている。成功すれば、人間を対象とした第1相臨床試験を検討している。
「私の研究室は20年近く新しいがん治療法の開発に取り組んできましたが、末期の膵臓がんは治療が不可能で常に致死的であるため、この研究はおそらくその潜在的な影響という点で私たちが行った中で最も刺激的なものです。 」とチルコティさんは言いました。 「膵臓がん患者には、現在利用可能なものよりも優れた治療選択肢が与えられるべきであり、私はこれを臨床に導入することに深く取り組んでいます。」
この研究は、国立衛生研究所 (5R01EB000188) および国立がん研究所 (R35CA197616) の支援を受けました。
引用: 「治療抵抗性膵臓腫瘍における生体高分子結合 131I のデポを介した近接照射療法は、ナノ粒子パクリタキセルと相乗効果を発揮する」、Jeffrey L. Schaal、Jayanta Bhattacharyya、Jeremy Brownstein、Kyle C. Strickland、Garrett Kelly、Soumen Saha、Joshua Milligan、Samagyaバンスコタ、シンハイ・リー、ウェンゲ・リュー、デヴィッド・G・カーシュ、マイケル・R・ザルツキー、アシュトーシュ・チルコティ。 Nature Biomedical Engineering、2022 年。DOI: 10.1038/s41551-022-00949-4
リンク： https://www.nature.com/articles/s41551-022-00949-4
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元の記事の出典: WRAL TechWire