Najważniejsze
- •Międzynarodowy zespół naukowców opracował dwuwymiarowe nanocząsteczki z atomami platyny, które pomagają w obrazowaniu i niszczeniu komórek glejaka wielopostaciowego.
- •W badaniach przedklinicznych na myszach nowa metoda doprowadziła do 100-procentowej przeżywalności w 60-dniowym okresie obserwacji, podczas gdy w grupie kontrolnej mediana wyniosła 42 dni.
- •Nanomateriał umożliwia lokalizację skupisk komórek nowotworowych o wielkości do 44 mikrometrów – to blisko 20-krotnie wyższa precyzja niż w przypadku śródoperacyjnego rezonansu magnetycznego.
- •Aktywowane bliską podczerwienią atomy platyny przekształcają nadtlenek wodoru w tlen, eliminując niedotlenione środowisko chroniące nowotwór i niszcząc pozostałe mikroprzerzuty.
- •Metoda znajduje się na etapie badań przedklinicznych; jej wdrożenie u ludzi wymaga m.in. pokonania ograniczeń penetracji światła (1–2 cm) i może zająć od 3 do 7 lat.
Naukowcy z Australii, USA i Chin opracowali platynowe nanocząsteczki, które w badaniach na myszach z glejakiem umożliwiły precyzyjne niszczenie nowotworu i zapewniły 100-procentową przeżywalność w 60-dniowej obserwacji.
Międzynarodowy zespół naukowców z Australii, USA i Chin opracował platynowe nanocząsteczki, które w badaniach laboratoryjnych na myszach umożliwiły precyzyjne obrazowanie oraz niszczenie komórek glejaka za pomocą światła podczerwonego. Wyniki prac zespołu pod kierunkiem prof. Bingyanga Shi ukazały się w czasopiśmie naukowym „Science Translational Medicine”. W trwającym 60 dni okresie obserwacji nowa metoda doprowadziła do 100-procentowej przeżywalności badanych zwierząt.
Badanie przeprowadzili specjaliści z University of Technology Sydney, Harvard University oraz Henan University. Zespół stworzył dwuwymiarowe nanocząsteczki zawierające pojedyncze atomy platyny rozmieszczone na ultracienkiej strukturze. Nanomateriał pokonuje barierę krew-mózg dzięki dołączonej cząsteczce celującej i akumuluje się bezpośrednio w komórkach nowotworowych. Pod wpływem światła z zakresu bliskiej podczerwieni cząsteczki emitują promieniowanie fluorescencyjne, co umożliwia neurochirurgom lokalizowanie mikroskopijnych skupisk komórek glejaka o wielkości do 44 mikrometrów.
Precyzyjne obrazowanie i podwójny mechanizm fototerapii
Po wycięciu głównej masy guza ten sam materiał podany do loży pooperacyjnej służy do fototerapii. Aktywowane podczerwienią atomy platyny przekształcają zawarty w nowotworze nadtlenek wodoru w czysty tlen. Proces ten niszczy niedotlenione środowisko, które chroni komórki rakowe przed działaniem terapii. Jednocześnie światło podnosi lokalnie temperaturę oraz generuje reaktywne cząsteczki niszczące mikroprzerzuty, których nie usunął skalpel.
W badaniu na mysich modelach glejaka wielopostaciowego metoda skutecznie zapobiegła nawrotom nowotworu. Wszystkie gryzonie z grupy badanej przeżyły 60 dni obserwacji pooperacyjnej. W grupie kontrolnej, poddanej wyłącznie zabiegowi chirurgicznemu, mediana przeżycia wyniosła 42 dni. Badacze nie odnotowali u zwierząt zaburzeń neurologicznych ani motorycznych.
Wzrost precyzji i wyzwania przed próbami klinicznymi
Glejak wielopostaciowy jest niezwykle agresywnym nowotworem mózgu. Pięcioletni wskaźnik przeżywalności pacjentów dotkniętych tą chorobą wynosi zaledwie od 6,8 do 7,2 procent. Głównymi przeszkodami w terapii pozostają infiltracja zdrowej tkanki mózgowej przez komórki nowotworowe oraz bariera krew-mózg, która blokuje przepływ większości leków. Osiągnięta w badaniu rozdzielczość obrazowania pozwala zidentyfikować skupiska złożone z zaledwie kilku komórek, co oznacza blisko dwudziestokrotny wzrost precyzji w porównaniu ze śródoperacyjnym rezonansem magnetycznym.
Opisana technologia znajduje się obecnie na etapie wczesnych badań przedklinicznych i nie została jeszcze przetestowana na ludziach. Przeniesienie metody do praktyki klinicznej wymaga rozwiązania problemów technicznych, w tym ograniczonej głębokości penetracji światła podczerwonego, która w tkankach wynosi od 1 do 2 centymetrów. Dalsze prace wymagają również potwierdzenia bezpieczeństwa i braku toksyczności skumulowanej platyny w ludzkim mózgu. Przygotowanie pierwszych badań klinicznych z udziałem pacjentów zajmie od 3 do 7 lat.
Zestawienie wskaźników klinicznych i parametrów technicznych nowej metody leczenia glejaka
| Parametr / Wskaźnik | Wartość / Wynik | Kontekst / Odniesienie |
|---|---|---|
| Przeżywalność myszy (grupa badana) | 100% | 60-dniowy okres obserwacji po zabiegu i fototerapii |
| Mediana przeżycia myszy (grupa kontrolna) | 42 dni | Zabieg chirurgiczny bez fototerapii nanocząsteczkowej |
| 5-letni wskaźnik przeżywalności pacjentów | 6,8% – 7,2% | Aktualne statystyki kliniczne dla glejaka wielopostaciowego |
| Rozdzielczość obrazowania nową metodą | 44 µm | Pozwala wykryć skupiska zaledwie kilku komórek |
| Precyzja w porównaniu do śródoperacyjnego MRI | ~20-krotnie wyższa | Ułatwia dokładne wycięcie krawędzi guza |
| Głębokość penetracji tkanki przez światło podczerwone | 1 – 2 cm | Wyzwanie techniczne przed zastosowaniem u ludzi |
| Szacowany czas do pierwszych badań klinicznych | 3 – 7 lat | Wymaga dalszych testów bezpieczeństwa i toksyczności |
Dane z badania opublikowanego w Science Translational Medicine (zespół pod kierunkiem prof. Bingyanga Shi).
Przełom w leczeniu glejaka po 20 latach. „Mamy zielone światło"
Porównanie tradycyjnej chirurgii z metodą nanocząsteczek platyny
Standardowy zabieg chirurgiczny
Chirurgia + Fototerapia nanocząsteczkami platyny
Mechanizm działania terapii nanocząsteczkami platyny
Na podstawie opisu w Science Translational Medicine
Słownik pojęć
- Glejak wielopostaciowy (Glioblastoma multiforme)
- Najbardziej agresywny i najczęstszy złośliwy nowotwór pierwotny mózgu u dorosłych, charakteryzujący się szybkim wzrostem i naciekaniem otaczających tkanek.
- Bariera krew-mózg (BBB)
- Fizjologiczna i anatomiczna bariera między naczyniami krwionośnymi a tkanką nerwową, zapobiegająca przedostawaniu się szkodliwych substancji z krwi do mózgu, co jednocześnie utrudnia docieranie większości leków nowotworowych.
- Fototerapia / Terapia fotodynamiczna
- Metoda leczenia wykorzystująca substancje światłoczułe (fotosensybilizatory) oraz światło o odpowiedniej długości fali do generowania reaktywnych form tlenu lub ciepła niszczącego komórki nowotworowe.
- Loża pooperacyjna
- Przestrzeń (loża) w tkance mózgowej pozostała po chirurgicznym wycięciu guza nowotworowego.
- Fluorescencja
- Zjawisko emisji światła przez substancję pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego (np. bliskiej podczerwieni), wykorzystywane do obrazowania tkanek podczas operacji.
- Śródoperacyjny rezonans magnetyczny (iMRI)
- Badanie rezonansem magnetycznym wykonywane bezpośrednio na sali operacyjnej w trakcie trwania zabiegu neurochirurgicznego.
