췌장암 돌파구? 젤 같은 방사성 임플란트는 생쥐에서 이를 제거합니다.

게시 날짜: 2022년 10월 24일

Duke University의 생물의학 엔지니어들은 다음과 같은 질병에 대한 가장 효과적인 치료법을 입증했습니다. 췌장암 마우스 모델에 기록된 적이 있습니다. 대부분의 마우스 실험은 단순히 성장 중단을 성공으로 간주하지만, 새로운 치료법은 치료하기 가장 어려운 것으로 간주되는 모델을 포함하여 여러 모델 유형에 걸쳐 80% 마우스의 종양을 완전히 제거했습니다.

이 접근법은 전통적인 화학요법 약물과 종양을 조사하는 새로운 방법을 결합합니다. 건강한 조직을 통해 이동하는 외부 광선에서 방사선을 전달하는 대신, 치료법은 건강한 조직을 보호하고 방사선이 사라진 후 신체에 흡수되는 젤 같은 저장소 내에서 방사성 요오드-131을 종양에 직접 이식합니다.

결과는 Nature Biomedical Engineering 저널에 10월 19일 온라인으로 게재되었습니다.

"우리는 전임상 모델을 통해 1,100개 이상의 치료법을 심층 조사했지만 우리처럼 종양이 줄어들고 사라지는 결과를 찾지 못했습니다."라고 실험실에서 박사 과정 동안 연구를 수행한 Jeff Schaal은 말했습니다. 아슈토시 칠코티, Alan L. Kaganov 듀크 대학교 생의학 공학 석좌교수. "나머지 문헌에서 우리가 보고 있는 것이 일어나지 않는다고 말하고 있을 때, 그때 우리는 매우 흥미로운 것을 발견했습니다."

전체 암 사례 중 단지 3.2%만을 차지함에도 불구하고, 췌장암은 암 관련 사망의 세 번째 주요 원인입니다. 종양이 많은 약물에 내성을 갖게 만드는 공격적인 유전적 돌연변이를 발생시키는 경향이 있기 때문에 치료가 매우 어렵고, 이미 신체의 다른 부위로 퍼졌을 때 일반적으로 매우 늦게 진단됩니다.

현재의 선도적인 치료법은 종양을 표적으로 삼는 방사선 빔과 장기간 동안 방사선에 취약한 재생산 단계의 세포를 유지하는 화학요법을 결합한 것입니다. 그러나 이 접근법은 특정 임계값의 방사선이 종양에 도달하지 않는 한 효과적이지 않습니다. 그리고 방사선 빔의 형성 및 표적화에 대한 최근의 발전에도 불구하고 심각한 부작용의 위험 없이 임계값에 도달하는 것은 매우 어렵습니다.

연구자들이 시도한 또 다른 방법은 티타늄으로 둘러싸인 방사성 샘플을 종양 내에 직접 이식하는 것입니다. 그러나 티타늄은 종양 외부로 멀리 이동하는 감마선 이외의 모든 방사선을 차단하기 때문에 주변 조직이 손상되기 시작하기 전까지 짧은 시간 동안만 체내에 남아 있을 수 있습니다.

다른 기술 계획을 통해 표적 방사성 핵종 치료법을 상용화하기 위해 노력하고 있는 노스캐롤라이나주 더럼의 생명공학 스타트업인 Cereius, Inc.의 연구 책임자인 Schaal은 "현재 췌장암을 치료할 수 있는 좋은 방법은 없습니다"라고 말했습니다.

이러한 문제를 피하기 위해 Schaal은 아미노산의 합성 사슬이 함께 결합되어 맞춤형 특성을 지닌 젤 같은 물질을 형성하는 엘라스틴 유사 폴리펩티드(ELP)로 만들어진 물질을 사용하여 유사한 이식 방법을 시도하기로 결정했습니다. ELP는 Chilkoti 연구소의 초점이기 때문에 그는 동료들과 협력하여 작업에 적합한 전달 시스템을 설계할 수 있었습니다.

ELP는 실온에서 액체 상태로 존재하지만 따뜻한 인체 내에서는 안정적인 젤 같은 물질을 형성합니다. 방사성 원소와 함께 종양에 주입되면 ELP는 방사성 원자를 둘러싸는 작은 저장소를 형성합니다. 이번에 연구진은 요오드의 방사성 동위원소인 요오드-131을 사용하기로 결정했다. 왜냐하면 의사들이 수십 년 동안 의료 치료에 이 물질을 널리 사용해왔고 그 생물학적 효과가 잘 알려져 있기 때문이다.

ELP 저장소는 요오드-131을 감싸서 체내로 누출되는 것을 방지합니다. 요오드-131은 베타 방사선을 방출하는데, 이는 바이오겔을 관통하여 주변 조직에 도달하지 않고 종양에 거의 모든 에너지를 축적합니다. 시간이 지남에 따라 ELP 저장소는 구성 아미노산으로 분해되어 신체에 흡수됩니다. 그러나 요오드-131이 무해한 형태의 크세논으로 분해되기 전에는 흡수되지 않습니다.

베타 방사선은 또한 ELP 바이오겔의 안정성을 향상시킨다고 Schaal은 말했습니다. "그렇게 하면 창고가 더 오래 지속되고 방사선이 소모된 후에만 분해되는 데 도움이 됩니다."

새로운 논문에서 Schaal과 Chilkoti 실험실의 동료들은 췌장암의 다양한 마우스 모델을 치료하기 위해 일반적으로 사용되는 화학요법 약물인 파클리탁셀과 함께 새로운 치료법을 테스트했습니다. 그들은 치료가 어렵다는 악명 때문에 췌장암을 선택했으며, 방사성 종양 임플란트가 상대적으로 수명이 짧은 방사선 치료에서는 그렇지 않은 화학요법과 시너지 효과를 발휘한다는 것을 보여주기를 희망했습니다.

연구자들은 췌장암에서 발생하는 것으로 알려진 여러 가지 돌연변이로 인해 피부 바로 아래에 암이 발생한 쥐를 대상으로 그들의 접근 방식을 테스트했습니다. 그들은 또한 치료하기가 훨씬 더 어려운 췌장 내에 종양이 있는 쥐를 대상으로 이를 테스트했습니다.

전반적으로, 테스트에서는 모든 모델에서 100% 반응률을 보였으며, 당시 80%에 대한 모델의 4분의 3에서 종양이 완전히 제거되었습니다. 또한 이 테스트에서는 화학요법만으로 인한 부작용 외에 즉각적으로 명백한 부작용이 나타나지 않았습니다.

Schaal은 “지속적인 방사선 조사를 통해 약물이 외부 광선 요법이 허용하는 것보다 더 강력하게 효과와 상호작용할 수 있다고 생각합니다.”라고 말했습니다. "따라서 우리는 이 접근법이 실제로 다른 많은 암에도 외부 광선 요법보다 더 효과적일 수 있다고 생각하게 됩니다."

그러나 이 접근법은 아직 초기 전임상 단계에 있으며 조만간 인간이 사용할 수 없게 될 것입니다. 연구진은 다음 단계는 대규모 동물 실험으로, 의사가 이미 교육을 받은 기존 임상 도구와 내시경 기술을 사용하여 이 기술이 정확하게 수행될 수 있음을 보여줄 필요가 있다고 말합니다. 성공할 경우 인간을 대상으로 한 1상 임상시험을 진행하게 됩니다.

“저의 연구실에서는 20년 가까이 새로운 암 치료법을 개발하기 위해 노력해 왔으며, 말기 췌장암은 치료가 불가능하고 변함없이 치명적이기 때문에 이 연구는 아마도 잠재적인 영향 측면에서 우리가 한 것 중 가장 흥미로울 것입니다. " 칠코티가 말했다. "췌장암 환자들은 현재 이용 가능한 것보다 더 나은 치료 옵션을 받을 자격이 있으며, 저는 이 옵션을 임상까지 적용하는 데 깊이 전념하고 있습니다."

이 연구는 국립보건원(5R01EB000188)과 국립암연구소(R35CA197616)의 지원을 받았습니다.

인용: "생체고분자 결합 131I 저장소를 통한 근접 치료는 치료 저항성 췌장 종양에서 나노입자 파클리탁셀과 시너지 효과를 발휘합니다." Jeffrey L. Schaal, Jayanta Bhattacharyya, Jeremy Brownstein, Kyle C. Strickland, Garrett Kelly, Soumen Saha, Joshua Milligan, Samagya Banskota, Xinghai Li, Wenge Liu, David G. Kirsch, Michael R Zalutsky 및 Ashutosh Chilkoti. 자연의생명공학, 2022. DOI: 10.1038/s41551-022-00949-4

링크: https://www.nature.com/articles/s41551-022-00949-4

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원본 기사 출처: WRAL TechWire