Közeli infravörös fény az onkológiai kezelésekben

A The Lancet (eBioMedicine) folyóiratban augusztus 7-én jelent meg a Nagoya University kutatóinak közleménye, amelyben a NIR-PIT (near-infrared photoimmunotherapy) onkológiai terápiás módszer mikrobuborékokkal történő hatékonyság-javításának lehetőségeit ismertették. A NIR-PIT eljárás közeli infravörös fotoimmunterápiás beavatkozás, amely antitestek és a közeli infravörös fény kombinálásával szelektíven pusztítja el a rákos sejteket, miközben védi az egészséges szöveteket. Az eljárás működési elve, hogy egy antitest a rákos sejtek specifikus fehérjéihez kötődik, majd egy IR700 nevű fényelnyelő anyagot képez. Közeli infravörös fény hatására az IR700 aktiválódik és olyan energiát szabadít fel, amely elegendő a rákos sejt elpusztításához. A NIR-PIT-re a műtét, a sugárkezelés, a kemoterápia és az immunterápia mellett az ötödik rákkezelési módszerként tekintenek. A kezelés hatékonyságának javítása jelentős előnyökkel járhat a rákos betegek számára.

A NIR-PIT alkalmazása során a hatékony tumorellenes kezeléséhez az orvosoknak meg kell határozniuk a fényintenzitás optimális szintjét, amely egyrészt már elegendő ahhoz, hogy elpusztítsa a kórosan növekvő sejteket, ugyanakkor még pont nem károsítja a környező egészséges sejteket. A műtét során azonban nehéz biztosítani a célsejtek egyenletes besugárzását, mivel a környező szövetek visszaverik és szórják a fényt. Mivel az elégtelen irradiáció az alulkezelés kockázatát hordozza magában, az orvosoknak szükségük van egy olyan megbízható indikátorra, amellyel képesek lehetnek megítélni a kezelés hatásosságát.

Egy ilyen mutató, indikátor meghatározásához Dr. Kazuhide Sato és kutatócsoportja az egészséges szövetekben, illetve a daganatokban található erek és nyirokerek áteresztőképességének különbségét használta fel. Ennek elméleti háttere, hogy a nanorészecskék intravénás beadásakor a nanopartikulumos gyógyszerek keringési ideje hosszú, és jellemzően nem ürülnek ki a húgyutakkal, hanem a retikuloendothelialis rendszerbe kerülnek. Így a hosszú keringési idejű nanoméretű hatóanyagok képesek a permeábilis erekkel bőségesen ellátott tumorok szöveteibe belépni, és az alulfejlett nyirokerek korlátozott elvezetése miatt a tumorban maradni. Ezt nevezzük fokozott permeabilitás és retenció (EPR) hatásnak, azaz a nanoméretű hatóanyag az egészséges sejtekhez képest a tumorokba könnyebben jut be, és nehezebben ürül ki. Az EPR-effektust a daganatellenes gyógyszerek tumorokon belüli koncentrációjának fenntartására, növelésére használják, és néhányat már a klinikumban is alkalmaznak, például antitest- gyógyszer konjugátumokat, micellás és liposzómás gyógyszereket. A NIR-PIT-tel kezelt tumorokban a nanorészecskék EPR-hatása körülbelül 24-szer nagyobb a perivaszkuláris tumorok gyors sejthalála által kiváltott permeabilitás-fokozódás miatt. Ezt a NIR-PIT esetében megnövekedett EPR-hatást szupererősített permeabilitás és retenció (SUPR) hatásnak nevezik. Ha a SUPR-hatás a tumor egész területén jelentkezik, akkor valószínű, hogy a kezelés sikeres volt, míg, ha csak a tumor bizonyos régióiban jelentkezik, akkor a terápia sikere kevésbé valószínű.

A kutatók a mostani vizsgálatban mikrobuborékok ultrahanggal történő nyomon követésével képesek voltak azonosítani azokat a területeket, ahol a terápia nem érte el kívánt hatását. Eredményeik felhasználásával a NIR-PIT hatásossága javítható, és különböző ráktípusok életképes alternatív kezelése lehet a jövőben. Sato kutatócsoportja xenograft egér tumormodellen első lépésben azt vizsgálta, hogy a megnövekedett permeabilitást kihasználva nagyobb fluoreszcens nanorészecskék, például a Sonazoid kontrasztanyag mikrobuborékjai is megtarthatók-e a daganatban. A mikrobuborékok egyszerű módszert kínálnak a SUPR-hatás mérésére, mivel a róluk visszaverődő harmonikus jelek révén ultrahanggal könnyen kimutathatók.

“Nagyobb méretű, 2 mm-es és 5 mm-es fluoreszcens részecskékkel kezdtük el vizsgálni a SUPR-effektust” - fejtette ki Sato. “Azt találtuk, hogy a retenció mindkét méret esetében nőtt. Így a mikrobuborékok követésére szolgáló ultrahangos képalkotás segítségével egy olyan új biomarkert hoztunk létre, amellyel mérni lehet a SUPR-hatást a kezelés előtt és után, ezzel pedig értékelni lehet a NIR-PIT beavatkozás hatékonyságát. Röviden: minél nagyobb a retenció, annál nagyobb a NIR-PIT kezelés daganatellenes hatása.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Microbubble-based biomarker could improve NIR-PIT treatment for cancer

Contrast-enhanced ultrasound imaging for monitoring the efficacy of near-infrared photoimmunotherapy

Irodalmi hivatkozás:

Matsuoka et al.: Contrast-enhanced ultrasound imaging for monitoring the efficacy of near-infrared photoimmunotherapy, The Lancet (eBioMedicine), Vol. 95, 104737, DOI:https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2023.104737