胰腺癌突破？凝胶状放射性植入物在小鼠体内消除了它
发布日期：杜克大学的生物医学工程师已经证明了最有效的治疗方法 胰腺癌 小鼠模型中有史以来最高的肿瘤治愈率。虽然大多数小鼠试验认为只需停止生长即可成功，但新疗法完全消除了几种模型类型小鼠 80% 中的肿瘤，包括那些被认为最难治疗的肿瘤。
该方法将传统的化疗药物与一种新的肿瘤放射治疗方法结合起来。这种治疗方法不是通过外部射线照射健康组织，而是将放射性碘-131直接植入肿瘤，这种放射性碘-131位于一种凝胶状的储存器内，可以保护健康组织，在辐射消退后被人体吸收。
研究结果于10月19日在线发表在《自然生物医学工程》杂志上。
“我们深入研究了临床前模型中的 1100 多种治疗方法，但从未发现肿瘤像我们这样缩小和消失的结果，”Jeff Schaal 说，他在攻读博士学位期间在实验室进行了这项研究。 阿舒托什·奇尔科蒂杜克大学生物医学工程系 Alan L. Kaganov 杰出教授。“当其他文献都说我们看到的事情不会发生时，我们就知道我们发现了一些非常有趣的东西。”
尽管胰腺癌仅占所有癌症病例的 3.21%，但它却是癌症相关死亡的第三大原因。胰腺癌很难治疗，因为其肿瘤往往会发生侵袭性基因突变，使其对许多药物产生耐药性，而且通常诊断得很晚，此时已经扩散到身体的其他部位。
目前的主要治疗方法是将化疗与针对肿瘤的放射束相结合，化疗可以使细胞处于易受辐射影响的繁殖阶段，并且持续时间更长。然而，除非辐射达到一定的阈值，否则这种方法是无效的。尽管最近在塑造和瞄准放射束方面取得了进展，但要达到这一阈值，否则会产生严重的副作用，这非常困难。
研究人员尝试的另一种方法是将包裹在钛中的放射性样本直接植入肿瘤内。但由于钛能阻挡除伽马射线以外的所有辐射，伽马射线在肿瘤外传播很远，因此钛只能在体内停留很短的一段时间，之后对周围组织的损害就会使治疗失去效果。
“现在还没有治疗胰腺癌的好方法，”Schaal 说，他现在是 Cereius, Inc. 的研究主管，这是一家位于北卡罗来纳州达勒姆的生物技术初创公司，致力于通过不同的技术方案将靶向放射性核素疗法商业化。
为了避免这些问题，Schaal 决定尝试一种类似的植入方法，使用一种由弹性蛋白样多肽 (ELP) 制成的物质，这种物质是合成的氨基酸链结合在一起形成具有定制特性的凝胶状物质。由于 ELP 是 Chilkoti 实验室的重点研究方向，因此他能够与同事合作设计出一种非常适合这项任务的输送系统。
ELP 在室温下呈液态，但在较温暖的人体内会形成稳定的凝胶状物质。当 ELP 与放射性元素一起注射到肿瘤中时，会形成一个包裹放射性原子的小仓库。在这种情况下，研究人员决定使用碘-131，一种碘的放射性同位素，因为医生几十年来一直在医疗中广泛使用它，而且它的生物学效应也得到了充分的理解。
ELP 储存库包裹碘-131，防止其泄漏到体内。碘-131 会发出β射线，这种射线会穿透生物凝胶，将几乎所有的能量都储存到肿瘤中，而不会到达周围组织。随着时间的推移，ELP 储存库会降解为其组成氨基酸并被人体吸收——但在此之前，碘-131 已经衰变成无害的氙气。
“β辐射还提高了ELP生物凝胶的稳定性，”Schaal说。“这有助于储存更长时间，并且仅在辐射耗尽后才会分解。”
在这篇新论文中，Schaal 和他在 Chilkoti 实验室的同事测试了这种新疗法与常用化疗药物紫杉醇的联合作用，以治疗各种小鼠胰腺癌模型。他们之所以选择胰腺癌，是因为这种癌症以难以治疗而闻名，他们希望证明他们的放射性肿瘤植入物与化疗产生了协同作用，而相对短暂的放射束疗法则没有这种作用。
研究人员在患有皮下癌症的小鼠身上测试了他们的方法，这些癌症是由几种已知在胰腺癌中发生的不同突变引起的。他们还在患有胰腺肿瘤的小鼠身上测试了这种方法，这种肿瘤的治疗难度要大得多。
总体而言，测试在所有模型中都取得了 100% 的反应率，四分之三的模型中肿瘤被完全消除的概率约为 80%。测试还表明，除了单纯化疗引起的副作用外，没有立即显现的副作用。
“我们认为持续的放射治疗使药物与外部放射治疗的相互作用比外部放射治疗更强烈，”Schaal 说。“这让我们认为，对于许多其他癌症来说，这种方法实际上可能比外部放射治疗更有效。”
然而，这种方法仍处于早期临床前阶段，短期内无法用于人类。研究人员表示，他们的下一步是进行大型动物试验，他们需要证明该技术可以准确地使用医生已经接受过培训的现有临床工具和内窥镜技术进行。如果成功，他们将期待在人类身上进行 1 期临床试验。
“我的实验室近 20 年来一直致力于开发新的癌症治疗方法，就其潜在影响而言，这项工作可能是我们做过的最令人兴奋的工作，因为晚期胰腺癌是无法治愈的，而且必然是致命的，”Chilkoti 表示。“胰腺癌患者应该得到比目前更好的治疗选择，我坚定地致力于将这项技术带入临床。”
这项研究得到了美国国立卫生研究院 (5R01EB000188) 和美国国家癌症研究所 (R35CA197616) 的支持。
引文：“通过生物聚合物结合 131I 库进行近距离放射治疗与纳米颗粒紫杉醇在治疗耐药性胰腺肿瘤中的协同作用”，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 和 Ashutosh Chilkoti。《自然生物医学工程》，2022 年。DOI：10.1038/s41551-022-00949-4
关联： https://www.nature.com/articles/s41551-022-00949-4
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原文来源： WRAL 技术线