Za većinu naših tkiva i ćelija nedostatak kiseonika, ili hipoksija, je loša vest. Ćelije raka, s druge strane, mogu napredovati u ovim hipoksičnim uslovima, što tumore čini manje podložnim tretmanima protiv raka, uključujući zračenje. Sada, nova istraživanja mogu ponuditi način da se probije odbrana raka izazvana hipoksijom.
Tim predvođen istraživačima sa Univerziteta Thomas Jefferson i Univerziteta Drekel osmislio je strategiju koja kombinuje ultrazvuk sa mikromehurićima za isporuku kiseonika i lekova protiv raka tumorima. Rezultati njihove studije, objavljene u Pharmaceutics, pokazuju da je metoda – testirana na miševima – podstakla tumore da budu podložniji terapiji zračenjem, što je rezultiralo usporenim rastom tumora i povećanim preživljavanjem. Autori studije sugerišu da bi se daljim razvojem njihov pristup mogao koristiti za poboljšanje efikasnosti terapije zračenjem u klinici za različite vrste raka.
„U ovom trenutku postoji veoma malo što možemo učiniti na kliničkoj strani da prevaziđemo hipoksiju za terapiju zračenjem, uprkos tome što je to dobro poznato i dokumentovano ograničenje“, rekao je autor studije Džon Ajzenbri, dr, vanredni profesor radiologije na Univerzitet Tomas Džeferson. „Nadamo se da će lokalizovanije, agresivnije ciljanje hipoksije, poput onoga što smo uradili ovde, prevazići nešto od toga.“
Dugotrajna osnovna metoda lečenja karcinoma, radioterapija, takođe nazvana radioterapija, koristi se za lečenje više od polovine svih pacijenata sa rakom. Ovom metodom, kliničari koriste visoke doze zračenja da ubiju ćelije raka.
Ali mnogi tumori su otporni na radioterapiju, a hipoksija je jedan od glavnih razloga zašto, rekao je Eisenbrei.
„Kad god kažem da isporučujemo kiseonik tumorima, mnogi ljudi kažu: ‘Pa, to je ludo. Ohrabrićete ih da rastu'“, rekla je koautorka studije Margaret Vitli, dr. profesor biomedicinskog inženjerstva na Univerzitetu Drekel. Ali terapija zračenjem, koja sprečava umnožavanje ćelija raka, zahteva dovoljno kiseonika u blizini da bi bila efikasna, objasnila je ona.
Nastojeći da pobede otpornost na radioterapiju, Vitli, Ajzenbrej i njihove kolege dizajnirali su metod koji senzibiliše tumore na radioterapiju koristeći sitne, delikatne mehuriće (zvane mikromehurići) koji su otprilike veličine crvenih krvnih zrnaca.
Da bi povećali nivo kiseonika u tumorima, upakovali su molekule kiseonika u mikromehuriće. A da bi sprečili ćelije raka da troše kiseonik za sopstvenu korist, dodali su i lek lonidamin, koji prekida metabolizam ćelija raka.
Nakon sklapanja, mikromehurići se ubrizgavaju i cirkulišu po celom telu, oslobađajući samo svoj teret na predviđenoj meti, štedeći zdrava tkiva. Trik za ciljano oslobađanje je ultrazvuk. Specifičnim bacanjem ultrazvučnih talasa na tumor, istraživači mogu izazvati da mikromehurići koji su doputovali tamo iskoče i ispuste svoj sadržaj.
U prethodnoj studiji, istraživači su koristili metod za lečenje miševa sa tumorima koji potiču od ćelija raka dojke, dajući povoljne rezultate. Oni su povećali ulog u novom radu, umesto da rade protiv tumora koji potiču od ćelija raka glave i vrata.
„Oni su poznatiji kao hipoksičniji od drugih solidnih tumora i takođe relativno otporni na terapiju zračenjem“, rekao je Ajzenbrej.
Autori studije ubrizgali su miševima mikromehuriće koji sadrže kiseonik i lonidamin, razbijajući ih na mestu tumora ultrazvukom, a istovremeno su oralno davali lek koji se zove metformin – za koji je poznato da usporava rast raka. Druge grupe miševa su dobile manje od punog tretmana, a nisu primile jedan ili više elemenata strategije pre radioterapije.
Nakon izlaganja životinja zračenju, istraživači su pratili veličinu tumora tokom naredna tri meseca.
Sve grupe koje su primile određeni stepen lečenja videle su različite nivoe usporenog rasta tumora. Miševi tretirani potpuno napunjenim mehurićima i metforminom pre radioterapije živeli su najduže, a njihov rast tumora se drastično usporavao. Autori sugerišu razlog zašto je povećanje kiseonika u tumorima učinilo ih ranjivijim na tretman zračenjem.
Snalaženje u borbi protiv raka glave i vrata je veoma ohrabrujući rezultat, čak i kod miševa, rekao je Eisenbrei. Međutim, tim namerava da nastavi sa finim podešavanjem metode optimizacijom doza zračenja i lekova za bolje rezultate i pojednostavljenjem izrade mikromehurića, na kraju približavajući njihovo rešenje stvarnosti za pacijente sa rakom.
„Autori koriste ultrazvuk i mikromehuriće na inovativan način, isporučujući kiseonik i lekove kako bi se uhvatili u koštac sa veoma ozbiljnom kliničkom dilemom. Dobili su neke obećavajuće rezultate, pa sam radoznao da vidim kako ovaj pristup napreduje uz dodatni razvoj“, rekao je Rendi King , dr, direktor ultrazvučnog programa u Odseku za primenjenu nauku i tehnologiju u Nacionalnom institutu za biomedicinsko snimanje i bioinženjering (NIBIB).
