Чтобы помочь преодолеть это препятствие, исследователи из Массачусетского технологического института и Массачусетской больницы общего профиля разработали небольшое имплантируемое устройство, которое доставляет химиотерапевтические препараты непосредственно к опухолям поджелудочной железы. В исследовании на мышах они обнаружили, что этот подход был в 12 раз более эффективным, чем введение химиотерапевтических препаратов путем внутривенной инъекции, как лечится большинство пациентов с раком поджелудочной железы.
«Ясно, что существует огромный потенциал для устройства, которое может локализовать лечение в очаге заболевания», — говорит Лаура Индольфи, постдоктор Института медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института (IMES) и Онкологического центра MGH, которая является одним из руководителей исследования. авторы. «Вы можете имплантировать наше устройство, чтобы добиться локального высвобождения лекарства, чтобы контролировать прогрессирование опухоли и потенциально уменьшить [опухоль] до размера, при котором хирург сможет ее удалить».Эта тонкая гибкая пленка также может быть адаптирована для лечения других труднодоступных опухолей, по словам исследователей, которые описали устройство в журнале Biomaterials.
Маттео Лигорио, научный сотрудник MGH, и Дэвид Тинг, ассистент врача онкологического центра MGH, также являются ведущими авторами статьи. Старшие авторы: Элазер Эдельман, профессор медицинских наук и технологий Массачусетского технологического института Томаса Д. и Вирджинии В. Кэбот; Роберт Лангер, профессор Института Дэвида Х. Коха и член Института Коха по интегративным исследованиям рака; и Джеффри Кларк, директор отдела поддержки клинических исследований MGH.
Адресная доставкаЧастично мотивированная призывом к подаче заявок на грант «Проект моста», команда MIT и MGH запустила этот проект чуть более трех лет назад с акцентом на рак поджелудочной железы, общая пятилетняя выживаемость которого составляет менее 6 процентов. . Инъекции химиотерапевтических препаратов часто терпят неудачу не только из-за того, что поджелудочная железа находится очень глубоко в организме, но и из-за того, что опухоли поджелудочной железы имеют мало кровеносных сосудов, что затрудняет попадание лекарств.
Кроме того, опухоли поджелудочной железы часто окружены толстым фиброзным покрытием. это не пускает наркотики.
В надежде, что подача лекарств непосредственно к месту опухоли улучшит лечение, исследователи разработали гибкую полимерную пленку, которая сделана из полимера под названием PLGA, который широко используется для доставки лекарств и других медицинских приложений. Пленку можно свернуть в узкую трубку и ввести через катетер, поэтому хирургическая имплантация относительно проста.
Как только пленка достигает поджелудочной железы, она разворачивается и принимает форму опухоли.«Поскольку он очень гибкий, он может адаптироваться к любому размеру и форме опухоли», — говорит Индольфи.Наркотики встраиваются в фильм, а затем отпускаются в течение заранее запрограммированного периода времени. Пленка разработана таким образом, что лекарство выделяется только с той стороны, которая контактирует с опухолью, что сводит к минимуму побочные эффекты на близлежащие органы.
Исследователи сравнили две группы мышей с пересаженными опухолями поджелудочной железы человека. Одна группа получила имплантат для доставки лекарств, наполненный химиотерапевтическим препаратом паклитакселом, а другая получила системные инъекции того же лекарства в течение четырех недель, что имитирует лечение, которое обычно получают пациенты-люди.У мышей с имплантатом для доставки лекарства рост опухоли замедлился, а в некоторых случаях опухоли уменьшились. Локализованное лечение также увеличило количество некротизированной ткани (мертвые раковые клетки, которые легче удалить хирургическим путем).
Кроме того, выступая в качестве физического барьера, фильм смог уменьшить метастазы в близлежащие органы.Исследователи также обнаружили, что через четыре недели концентрация паклитаксела в опухолях мышей с имплантированным устройством была в пять раз выше, чем у мышей, которым вводили инъекции. Кроме того, поскольку в опухолях поджелудочной железы очень мало кровеносных сосудов, лекарство, как правило, остается там и не распространяется на близлежащие органы, предотвращая токсическое воздействие на здоровые ткани.
«Эта комбинация местного, синхронизированного и контролируемого высвобождения в сочетании с разумным использованием критически важных соединений может решить жизненно важные проблемы, которые рак поджелудочной железы создал как препятствие для фармакологической терапии», — говорит Эдельман, который также является членом Института исследований Массачусетского технологического института. Медицинская техника и наука и Институт Коха.«Минимально инвазивный»В настоящее время исследователи готовятся разработать клиническое испытание на людях.
Хотя они начали этот проект с акцентом на рак поджелудочной железы, они ожидают, что этот подход также может быть полезен при лечении других труднодоступных опухолей, таких как опухоли желудочно-кишечного тракта.«Самым большим преимуществом этого устройства является возможность имплантировать его с помощью минимально инвазивных процедур, поэтому мы можем дать онкологам и хирургам инструмент для доступа к опухолям, которые иначе было бы трудно достичь», — говорит Индольфи.«Перспектива новой платформы доставки также открывает двери для использования широкого спектра многообещающих противораковых агентов, которые имеют обнадеживающие доклинические данные, но не могут быть применены к пациентам из-за системной токсичности, ограничивающей дозу», — говорит Тинг.
Пленку можно также использовать в качестве покрытия для стента. Пациенты с раком поджелудочной железы часто страдают от закупорки желчных протоков, что мешает пищеварению и очень болезненно. Проток можно снова открыть с помощью стента, но обычно в конечном итоге снова блокируется, что требует от пациента удаления старого стента и установки нового.
Покрытие стентов пленкой, высвобождающей лекарство, может помочь предотвратить распространение раковых клеток в проток и его повторную блокировку. «Мы можем продлить срок службы этих устройств», — говорит Индольфи. «Вместо того, чтобы заменять каждый месяц, их можно было заменять каждые шесть месяцев или один раз в год».