Доставка кислорода к опухолям может победить резистентность к лучевой терапии
Для большинства наших тканей и клеток недостаток кислорода или гипоксия губительны. Однако раковые клетки могут успешно развиваться в условиях гипоксии. Это обстоятельство к тому же делает опухоли менее восприимчивыми к противораковым методам лечения, включая лучевую терапию. Результаты недавнего исследования предлагают новую тактику лечения, способную обойти данную проблему.
Группа исследователей из университета Томаса Джефферсона и Дрексельского университета разработала метод, сочетающий применение ультразвука, микропузырьков и противораковых препаратов для доставки кислорода к опухолям. Результаты исследования, опубликованные в Pharmaceutics, показывают, что такой подход делает опухоли более уязвимыми для лучевой терапии и приводит к замедлению роста опухоли и увеличению выживаемости испытуемых.
«В настоящее время с клинической точки зрения мы мало что можем сделать, чтобы преодолеть гипоксию при лучевой терапии, несмотря на то, что это хорошо известное и задокументированное условие, ограничивающее эффективность лечения. Мы надеемся, что более локализованное и интенсивное воздействие на гипоксию частично преодолеет это ограничение» — сказал автор исследования Джон Эйзенбрей, к.м.н., доцент кафедры радиологии в университете Томаса Джефферсона.
Пока что исследование проводилось на лабораторных мышах. Авторы сделали предположение, что после некоторой доработки метод можно будет использовать для повышения эффективности лучевой терапии в клиниках при различных видах рака.
«Всякий раз, когда я говорю, что мы доставляем кислород к опухолям, многие люди восклицают, что это же безумие. Мол, тем самым вы будете стимулировать их рост. Но они не берут во внимание тот факт, что лучевая терапия требует достаточного количества кислорода вблизи области облучения, чтобы быть эффективной и убивать раковые клетки», — говорит соавтор исследования Маргарет Уитли, к.м.н., профессор биомедицинской инженерии Дрексельского университета.
В предыдущем исследовании ученые использовали этот метод для лечения мышей с опухолями, полученными из клеток рака молочной железы, и опубликовали обнадеживающие результаты. В новом исследовании они ученые сконцентрировались на опухолях из раковых клеток головы и шеи.
«Как известно, они более гипоксичны, чем другие солидные опухоли, а также относительно устойчивы к лучевой терапии», — сказал Эйзенбрей.
Чтобы преодолеть резистентность к лучевой терапии из-за гипоксии, Уитли, Эйзенбрей и их коллеги разработали метод повышения чувствительности опухолей к лучевой терапии с помощью крошечных легчайших микропузырьков размером примерно с эритроцит, насыщенных кислородом. А чтобы предотвратить потребление кислорода раковыми клетками, они так же добавили препарат лонидамин, который нарушает метаболизм раковых клеток.
Микропузырьки вводятся и циркулируют по всему телу, высвобождая содержимое только в намеченной цели, щадя здоровые ткани. Избирательное воздействие достигается с помощью ультразвука. Направленные точно на опухоль ультразвуковые волны заставляют микропузырьки лопаться и высвобождать свое содержимое.
Помимо этого ученые перорально вводили препарат под названием метформин, который, как известно, замедляет рост рака. Другим группам мышей давали неполное лечение, исключая один или несколько элементов этой стратегии перед лучевой терапией.
Исследователи проводили облучение опухолей и отслеживали их размер в течение следующих трех месяцев.
Во всех группах, получивших лечение разной степени интенсивности, наблюдались различные уровни замедления роста опухоли. Мыши, которых лечили максимально заполненными пузырьками и метформином перед лучевой терапией, жили дольше всех, рост их опухолей резко замедлялся.
По словам Эйзенбрея, успехи в борьбе с раком головы и шеи — это очень обнадеживающий результат даже у мышей. Тем не менее, команда ученых намерена продолжить доработку этого метода, оптимизируя дозы облучения и лекарств, а также упрощая изготовление микропузырьков. В конечном итоге это приблизит их к возможности лечения людей с раком.
