Četrnaest miševa jurilo je okolo u laboratorijskim kavezima, jelo, njuškalo i mirno trčalo. Nikada ne biste pogodili da je nekoliko nedelja ranije polovina njih primila pet puta veću smrtonosnu dozu od vodećeg leka za hemoterapiju.
Doksorubicin (DOKS) je jedna od najefikasnijih hemoterapija odobrenih za lečenje solidnih tumora u Sjedinjenim Državama. Nažalost, pošto se DOKS i druge hemoterapije primenjuju intravenozno, često se akumuliraju u neciljanim tkivima i organima – što dovodi do niza ozbiljnih zdravstvenih problema za preživele od raka.
„Preživjeli od raka u djetinjstvu su grupa visokog rizika za mnoga teška ili po život opasna hronična zdravstvena stanja, uključujući drugi karcinom, kardiovaskularne i endokrine bolesti, bubrežnu disfunkciju i teške mišićno-skeletne probleme“, rekla je Elizabeth Barker, docent na Odsjeku za UT. Mašinsko, vazduhoplovstvo i biomedicinsko inženjerstvo (MABE). „Rizik nastavlja da raste godinama nakon završetka terapije.“
Doživotna kohortna studija St. Jude, koju je objavila Dečija istraživačka bolnica St. Jude (Sent Jude) 2021. godine, otkrila je da 99,9% dece čiji se tumori leče hemoterapijom razvijaju hronična zdravstvena stanja kasnije u životu.
„Ono što nam je potrebno je način da dajemo lekove direktno na mesto tumora i da ih tamo zadržimo“, rekao je Barker.
Barker je prvi put počeo da istražuje ovu ideju kao student master studija na Odseku za nauku o materijalima i inženjerstvo UT. Uz uputstva svog savetnika, pokojnog Roberta Bensona, počela je da razvija novi hidrogel: hidrofobni polimer koji zadržava svoju strukturu nakon što apsorbuje velike količine vode.
Posle godina razvoja, konačni proizvod je Amigel: biorazgradivi skrobni hidrogel za injekcije. Injektiranje tkiva mešavinom Amigela i leka za hemoterapiju kao što je DOKS ne samo da poboljšava distribuciju hemoterapije unutar tumora — do 10 mm od mesta ubrizgavanja — već sprečava da lek napusti tumor.
„Amigel je kompatibilan sa mnogim vrstama jedinjenja lekova“, rekao je Barker. „To je platformska tehnologija koja se može koristiti za isporuku tretmana za mnoge različite bolesti.“
Barker i njeni studenti nedavno su demonstrirali efikasnost Amigel/DOKS sistema za isporuku na miševima kojima su implantirane ćelije humanog pedijatrijskog meduloblastoma, malignog tumora mozga koji se najčešće javlja kod pedijatrijskih pacijenata.
Polovini tumora je ubrizgana jedna mala, ali terapeutska, 10 mikrolitara (μL) doza DOKS-a. Druga polovina je testirala najudaljenije granice Amigela, primajući ogroman miligram DOKS-a — oko pet puta veću od smrtonosne doze za prosečnog miša.
Rezultati su bili dramatični. Do kraja šestonedeljnog ispitivanja, ne samo da su svi miševi još uvek bili živi i nisu pokazivali neželjene efekte od injekcije, već se svaki tumor tretiran Amigelom/DOKS smanjio za najmanje 20%.
U stvari, više od polovine njih je bilo podvrgnuto potpunom odgovoru, bez ćelija raka koje su ostale u životu.
Jednako značajno, Barker i njen tim nisu mogli da pronađu dokaze o DOKS-u u neciljanim tkivima ili organima ni kod jednog miša. Ako bi se taj rezultat ponovio kod ljudi, to bi eliminisalo rizik od zdravstvenih komplikacija izazvanih hemoterapijom.
„Amigel nam je omogućio da postignemo potpun odgovor na tretman sa jednom injekcijom od 10 μL — delić kapi — i bez sistemskih neželjenih efekata“, rekao je Barker.
Sa ovim rezultatima u ruci, Barker se obratio direktoru Centra za informatiku Lead Discoveri (LDI) St. Jude, Anang Shelat. LDI je fokusiran na otkrivanje novih lekova i njihovo razvijanje u tretmane posebno za pacijente sa rakom kod dece. Šelat je iskoristio priliku da testira novi sistem isporuke lekova.
Prošlog novembra, Barker se lično odvezao u St. Jude da isporuči napunjene špriceve Amigela — a zatim se odvezao pravo nazad u Noksvil.
„Želim da testiram upotrebljivost gela tako što ću videti koliko lako drugi istraživači mogu da izvode eksperimente i da li postižu iste rezultate koje bih dobila da sam sama ubrizgala tumore“, rekla je ona.
LDI St. Jude je zaključio svoj prvi pretklinički eksperiment sa Amigelom, koji je rezultirao efikasnom isporukom lekova bez sistemskih neželjenih efekata, a Šelat planira još nekoliko. Do sada, testovi Amigela u kompaniji za razvoj lekova Charles River Laboratories su podjednako obećavajući.
„Kao pronalazač ili kreator, znamo da naša otkrića rade u našim rukama“, rekao je Barker. „Pravi test je da li neko drugi može da koristi izum koji smo mi stvorili i da dobije iste rezultate kao mi.“
