Patch leverer medicin, gen, og lysbaseret terapi til tumorsteder

Cirka én ud af 20 mennesker vil udvikle tyktarmskræft i deres liv, hvilket gør det til den tredjemest udbredte form af sygdommen i USA i Europa, det er den næsthyppigste form for kræft.

Den mest udbredte første behandlingslinje er kirurgi, men dette kan resultere i ufuldstændig fjernelse af tumoren. Kræftceller kan efterlades, potentielt føre til recidiv og øget risiko for metastaser. Ja, mens mange patienter forbliver kræftfrie i måneder eller endda år efter operationen, tumorer er kendt for at gentage sig i op til 50 procent af tilfældene.

Konventionelle terapier, der bruges til at forhindre, at tumorer gentager sig efter operationen, skelner ikke tilstrækkeligt mellem sunde og kræftceller, fører til alvorlige bivirkninger.

I et papir offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturmaterialer , forskere ved MIT beskriver et klæbende plaster, der kan klæbe til tumorstedet, enten før eller efter operationen, at levere en tredobbelt kombination af lægemiddel, gen, og foto (lysbaseret) terapi.

Frigivelse af denne tredobbelte kombinationsterapi lokalt, på tumorstedet, kan øge behandlingens effektivitet, ifølge Natalie Artzi, en forsker ved MIT's Institute for Medical Engineering and Science (IMES) og en assisterende professor i medicin ved Brigham and Women's Hospital, der ledede forskningen.

Den generelle tilgang til kræftbehandling i dag er brugen af ​​systemisk, eller hele kroppen, behandlinger såsom kemoterapi. Men manglen på specificitet af anticancer-lægemidler betyder, at de giver uønskede bivirkninger, når de administreres systemisk.

Hvad mere er, kun en lille del af lægemidlet når selve tumorstedet, hvilket betyder, at den primære tumor ikke behandles så effektivt, som den burde være.

Ja, nyere forskning i mus har fundet ud af, at kun 0,7 procent af nanopartikler administreret systemisk faktisk fandt vej til måltumoren.

"Det betyder, at vi behandler både kilden til kræften - tumoren - og de metastaser, der stammer fra den kilde, på en suboptimal måde, " siger Artzi. "Det var det, der fik os til at tænke lidt anderledes, at se på, hvordan vi kan udnytte fremskridt inden for materialevidenskab, og især nanoteknologi, at behandle den primære tumor på en lokal og vedvarende måde."

Forskerne har udviklet et hydrogelplaster med tredobbelt terapi, som kan bruges til at behandle tumorer lokalt. Dette er særligt effektivt, da det ikke kun kan behandle selve tumoren, men alle celler, der er tilbage på stedet efter operationen, forhindre, at kræften gentager sig eller metastaserer i fremtiden.

For det første, plasteret indeholder guld nanorods, som varmes op, når nær-infrarød stråling påføres lokalområdet. Dette bruges til termisk ablation, eller ødelægge, tumoren.

Disse nanorods er også udstyret med et kemoterapilægemiddel, som frigives, når de opvarmes, at målrette tumoren og dens omgivende celler.

Endelig, guld nanosfærer, der ikke opvarmes som reaktion på den nær-infrarøde stråling, bruges til at levere RNA, eller genterapi til stedet, for at dæmpe et vigtigt onkogen i tyktarmskræft. Onkogener er gener, der kan få raske celler til at transformere sig til tumorceller.

Forskerne forestiller sig, at en kliniker kunne fjerne tumoren, og påfør derefter plasteret på den indre overflade af tyktarmen, for at sikre, at ingen celler, der sandsynligvis vil forårsage kræfttilbagefald, forbliver på stedet. Efterhånden som plasteret nedbrydes, det vil gradvist frigive de forskellige terapier.

Plasteret kan også tjene som neoadjuvans, en terapi designet til at skrumpe tumorer før deres resektion, siger Artzi.

Da forskerne testede behandlingen på mus, de fandt ud af, at i 40 procent af tilfældene, hvor plasteret ikke blev påsat efter tumorfjernelse, kræften vendte tilbage.

Men da plasteret blev sat på efter operationen, behandlingen resulterede i fuldstændig remission.

Ja, selv når tumoren ikke blev fjernet, alene den tredobbelte kombinationsterapi var nok til at ødelægge det.

I modsætning til eksisterende kolorektal cancerkirurgi, denne behandling kan også anvendes på en minimalt invasiv måde. I den næste fase af deres arbejde, forskerne håber at gå over til eksperimenter i større modeller, for at bruge koloskopiudstyr ikke kun til kræftdiagnose, men også til at injicere plasteret på stedet for en tumor, når det opdages.

"Denne administrationsmetode ville muliggøre, i det mindste hos tidlige kræftpatienter, undgåelse af åben feltkirurgi og tyktarmsresektion, " siger Artzi. "Lokal anvendelse af den tredobbelte terapi kunne således forbedre patienternes livskvalitet og terapeutiske resultat."