Два исследователя из Университета Делавэра разработали новый подход к борьбе с раком, используя два светоактивируемых лечения, которые вместе оказываются более эффективными, чем при независимом применении. Необходимы дополнительные исследования, но результаты указывают на многообещающие новые подходы к борьбе с особенно сложным видом рака – тройным отрицательным раком груди, – который был в центре их недавних исследований.
Тройной негативный рак груди – это особенно агрессивная форма рака груди, на которую приходится от 10 до 20 процентов пациентов. Это называется тройным отрицательным, потому что раковые клетки не имеют трех биомолекул, которые обычно встречаются на других клетках рака груди – рецепторов гормонов эстрогена и прогестерона и другого рецептора, известного как HER2. Это означает, что при тройном отрицательном раке груди не существует целевых методов лечения, поэтому его обычно лечат с помощью хирургии, лучевой терапии и / или химиотерапии. Каждый из этих вариантов имеет отрицательные побочные эффекты с неидеальными исходами для пациентов.
Теперь исследователи UD Эмили Дэй, доцент кафедры биомедицинской инженерии, и Джоэл Розенталь, доцент химии и биохимии, и их лаборатории показали, что комбинация двух минимально инвазивных методов лечения может дать врачам более мощное оружие против этого рака, а также других.
Оба вида лечения активируются лазером в ближнем инфракрасном диапазоне, но каждый выполняет свою миссию по-разному. Один из них, называемый фотодинамической терапией (ФДТ), использует светочувствительные агенты, называемые фотосенсибилизаторами, для производства летальной формы кислорода (синглетного кислорода), чтобы осуществить разрушение раковых клеток подобно горению. Другая терапия, называемая фототермической терапией (ФТТ), использует светочувствительные золотые нанооболочки, которые нагреваются при облучении светом и могут по существу «сварить» раковые клетки до смерти.
Поскольку убивающие рак эффекты этих методов лечения достигаются только тогда, когда фотосенсибилизаторы или нанооболочки комбинируются со светом в месте опухоли, оба вида фотообработки могут применяться непосредственно и выборочно к участкам опухоли и злокачественным тканям. В результате ожидается, что они будут проявлять меньше побочных эффектов, чем более традиционные варианты лечения лучевой или химиотерапией.
“Фотодинамическая и фототермическая терапия не являются новыми концепциями, и существуют зонды и материалы на основе наночастиц, которые были разработаны и используются для таких приложений, но есть ограничения и недостатки, связанные с этими существующими системами,” Розенталь сказал.
Некоторые из них неэффективны в более глубоких тканях, потому что необходимый свет не может достичь их, в то время как другие могут повредить лейкоциты или вызвать проблемы в других близлежащих здоровых тканях.
Однако при совместном использовании команда UD обнаружила, что эти методы лечения демонстрируют мощный синергизм, что означает, что они обеспечивают больший, чем аддитивный терапевтический эффект по сравнению с отдельными видами лечения. Вместе они требовали более низких доз и вызывали более естественную гибель клеток (апоптоз), чем гибель клеток, вызванная травмой или болезнью (некроз). Последний, который часто может вызвать опасное воспаление и привести к рецидиву заболевания, является механизмом гибели клеток, которого Дэй и Розенталь активно пытались избежать.
Этот двойной подход еще не использовался в клинических испытаниях, и прежде чем этот шаг можно будет предпринять, необходимы дополнительные исследования. Агент, используемый в фототермической терапии, уже используется в клинических испытаниях, сказал Дэй. Но агент ФДТ – водорастворимый комплекс биладиена, синтезированный в лаборатории Розенталя, – новый.
Связь между этими двумя лабораториями UD началась около двух лет назад, когда Дэй услышал выступление одного из докторантов Розенталя, Андреа Поточны, во время серии семинаров для аспирантов по биомедицинской инженерии. Potocny обсуждал усилия по разработке водорастворимых молекул для использования в фотодинамической терапии.
Фотодинамическая терапия (ФДТ) работает, превращая регулярно стабильные молекулы кислорода (триплет) внутри клетки в более энергичную форму (синглет), которая быстро реагирует с органическим материалом и разрушает его. Эта терапия использовалась для уничтожения вирусов и бактерий и лечения некоторых видов злокачественных опухолей.
Лаборатория Розенталя разработала комплекс, который будет производить токсичный синглетный кислород, который может вызвать разрушение раковых клеток. Им нужна была водорастворимая молекула, которую можно было бы использовать в реальной опухоли в ее обычном биологическом контексте.
Дэй, чья лаборатория работала с наночастицами для фототермической терапии (ФТТ), поняла, что может помочь. У нее был обширный опыт работы с моделями тройного отрицательного рака груди, с помощью которых можно было протестировать новый подход ФДТ, а также изучить его совместное применение с РТТ.
Это был замечательный успех – хет-трик достижений, включая простоту приготовления, биологическую совместимость и отличную эффективность. Новый комплекс биладиена был эффективен в малых дозах и имел гораздо более высокий балл фототоксичности, чем используемые в настоящее время агенты ФДТ.
После демонстрации того, что биладиеновый агент PDT, разработанный лабораторией Розенталя, был одновременно чрезвычайно безопасным и эффективным, возник другой вопрос: что произойдет, если они объединят фотодинамическую терапию с фототермической терапией??
Эта работа привела к неизведанной территории и двум публикациям – одной в журнале Inorganic Chemistry о новом подходе PDT и одной в журнале Nanomaterials о комбинированном подходе PDT и PTT.
Чтобы объединить два подхода, лаборатории использовали нанооболочки (сферы из диоксида кремния, покрытые тонкими золотыми оболочками) для фототермической терапии и использовали биладиеновый фотосенсибилизатор, разработанный лабораторией Розенталя для фотодинамической терапии. Методы лечения применялись либо независимо, либо вместе к моделям клеточных культур тройного отрицательного рака молочной железы, а затем были изучены их безопасность и эффективность.
Студентка в лаборатории Дэя – старшая Рэйчел О’Салливан – заметила неожиданные результаты.
“Когда мы тестировали методы лечения, я совершенно неожиданно заметил, что, когда мы собрали их вместе, они более эффективно убивали клетки, чем каждое из них по отдельности,” она сказала. “Я пошел и поговорил об этом с Рэйчел [Райли] в лаборатории, и она была удивлена. Я спросил ее, сделал ли я что-то не так, и она сказала: «Нет! Если он работает синергетически, это действительно хорошо!'”
Дальнейшие исследования команды Дэя и Розенталя показали, что это действительно так. Комбинированные методы лечения могут синергетически подавлять трижды отрицательные клетки рака молочной железы.
Вот ещё на днях про вторичный щебень почитал, мне кажется это более чем интересная, важная и нужная для человека информация. Не верите, то тогда сами посмотрите.