Радиоактивный гель
Рак поджелудочной железы составляет лишь 3,2% всех злокачественных опухолей, но при этом занимает третье место среди причин смерти от онкологических заболеваний. Его очень трудно лечить, потому что раковые клетки имеют тенденцию к развитию агрессивных генетических мутаций, которые делают их устойчивыми ко многим лекарствам, и обычно его диагностируют очень поздно, когда уже появились метастазы.
В настоящее время для лечения рака поджелудочной железы используется химиотерапия с последующей лучевой терапией. Химиотерапевтические препараты необходимы, чтобы удержать раковые клетки на стадии, уязвимой для лучевой терапии, в течение более длительного периода. К сожалению, радиотерапия не оказывает эффекта до тех пор, пока в опухоли не накопится определенная доза ионизирующего излучения. Добиться этого без серьезных побочных эффектов бывает очень трудно.
Другим методом лечения рака поджелудочной железы является брахитерапия, которая представляет собой имплантацию непосредственно в опухоль генерирующего ионизирующее излучение вещества, заключенного в титановый корпус. Но поскольку титан блокирует все лучи, кроме гамма-лучей, которые распространяются далеко за пределы опухоли, имплант может оставаться в организме только в течение короткого периода времени и должен быть удален до того, как повреждение окружающих тканей сведет на нет желаемый положительный эффект.
Чтобы обойти эти проблемы, биоинженеры из Университета Дьюка разработали новую систему доставки источника излучения с использованием эластиноподобных полипептидов (ELP), которые представляют собой синтетические цепочки аминокислот, образующие гелеобразное вещество с заданными свойствами.
ELP существуют в жидком состоянии при комнатной температуре и образуют стабильное гелеобразное вещество при температуре тела. При введении в опухоль вместе с радиоактивным элементом ELP образуют депо, содержащее радиоактивные атомы. В данном случае исследователи решили использовать радиоактивный изотоп йода (йод-131), потому что его используют в медицинских целях на протяжении десятилетий, и его биологические эффекты хорошо изучены.
Йод-131 испускает бета-лучи, которые проникают через биогель и всю свою энергию направляют в опухоль, не попадая в окружающие ткани. Со временем депо ELP разлагается на составляющие его аминокислоты и усваивается организмом – но не раньше, чем йод-131 распадется до безвредного ксенона.
Депо из ELP надежно удерживает йод-131 и предотвращает его утечку. Бета-излучение, в свою очередь, улучшает стабильность биогеля ELP. Это помогает депо прослужить дольше и разрушиться только после того, как радиация израсходована.
Имплантацию ELP с радиоизотопом протестировали в сочетании с химиотерапевтическим препаратом паклитакселом для лечения мышиных моделей рака поджелудочной железы. Эксперименты показали ответ на лечение у всех животных, при этом опухоли были полностью устранены в 80% случаев. Тесты также не выявили очевидных побочных эффектов, помимо тех, которые связаны с химиотерапией.
В настоящее время исследователи планируют испытания на крупных животных, чтобы показать, что лечение может быть осуществлено с помощью существующих инструментов и методов эндоскопии, которым врачи уже обучены. В случае успеха будет запущена 1 фаза клинических исследований на добровольцах.
Статья J.Schaal et al. Brachytherapy via a depot of biopolymer-bound 131I synergizes with nanoparticle paclitaxel in therapy-resistant pancreatic tumours опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Duke University: Gel-Like, Radioactive Implant Obliterates Pancreatic Cancer in Mice.