การบำบัดด้วยสารกัมมันตภาพรังสีแบบกำหนดเป้าหมาย (TRT) คือการรักษามะเร็งที่เกิดขึ้นใหม่ ซึ่งสารเภสัชรังสีจะเดินทางผ่านกระแสเลือดและจับกับเซลล์มะเร็งอย่างเลือกเฟ้น เมื่ออยู่ภายในเนื้องอก นิวไคลด์กัมมันตรังสีจะปล่อยอนุภาคแอลฟาหรือบีตาที่สะสมพลังงานไว้ในพื้นที่เฉพาะและทำลายเซลล์มะเร็งโดยรอบ แนวทาง TRT ในปัจจุบันอาศัยการมีอยู่ของตัวรับเฉพาะบนพื้นผิวของเซลล์มะเร็ง
ซึ่งสารเภสัช
รังสีสามารถผูกมัดได้ การกำหนดเป้าหมายนี้หมายความว่ายาจะถูกส่งไปยังเซลล์มะเร็งเท่านั้น ซึ่งจะช่วยรักษาเนื้อเยื่อและอวัยวะที่แข็งแรง อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างของเนื้องอกและการกลายพันธุ์ของเซลล์สามารถเปลี่ยนโปรไฟล์ของตัวรับ ทำให้ยากต่อการกำหนดกลยุทธ์การกำหนดเป้าหมาย
ที่มีประสิทธิภาพ เพื่อจัดการกับอุปสรรคนี้ นักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยซินซินนาติกำลังพัฒนาแนวทางการนำส่ง TRT แบบใหม่ที่สามารถกำหนดเป้าหมายและกำจัดเนื้องอกหลายชนิด โดยไม่คำนึงถึงฟีโนไทป์ของตัวรับของพวกมัน ในการศึกษาพิสูจน์แนวคิดที่รายงานพวกเขาแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรีย
ที่ก่อมะเร็งสามารถดึงดูดสารเภสัชรังสีที่จำเพาะต่อแบคทีเรียเข้าสู่เซลล์มะเร็งได้อย่างไร แม้กระทั่งเซลล์ที่ไม่มีตัวรับที่จะกำหนดเป้าหมาย ผู้เขียนอาวุโสและเพื่อนร่วมงานได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรม โปรไบโอติกเพื่อแสดงออกมากเกินไปตัวรับการดูดซึมโลหะบนพื้นผิวของมัน แบคทีเรียที่ถูกออกแบบ
ซึ่งสามารถถูกนำส่งไปยังเนื้องอกที่เป็นของแข็ง จากนั้นใช้เพื่อดึงดูดสารเภสัชรังสีที่จำเพาะต่อแบคทีเรียซึ่งประกอบรวมด้วยเยอร์ซิเนียแบคติน (YbT, โมเลกุลไซด์โรฟอร์ที่จับกับโลหะ) ที่ติดฉลากด้วยไอโซโทปรังสีที่ใช้รักษาโรค67 Cu กล่าวในแถลงการณ์ว่า “ตราบใดที่แบคทีเรีย
ที่ได้รับการออกแบบเหล่านี้อยู่ในเนื้องอก สารเป้าหมายเหล่านี้โดยเฉพาะสำหรับแบคทีเรียจะขนส่งโลหะกัมมันตภาพรังสี” “พวกเขาจะไม่สนใจว่ามีเซลล์มะเร็งที่กำลังแสดงตัวรับหรือไม่ สิ่งที่พวกเขาสนใจก็คือพวกเขาได้ระบุบางสิ่งที่พวกเขาสามารถจดจำ สะสม และเก็บรักษาไว้ได้”
ยิ่งไปกว่านั้น
การแทนที่67 Cu ด้วย64 Cu ซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยการตรวจเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) ทำให้สามารถติดตามตำแหน่งของแบคทีเรียภายในเนื้องอกได้ “เราสามารถสลับไปมาระหว่างทองแดง-64 และทองแดง-67 ได้อย่างราบรื่นเพื่อสร้างภาพเนื้องอก จากนั้นเมื่อเราถ่ายภาพแล้ว
เราก็สามารถแนะนำโมเลกุลใหม่อีกครั้งเพื่อทำการบำบัด” อธิบาย การสะสมของแบคทีเรียนักวิจัยใช้ PET/CT เป็นครั้งแรกเพื่อตรวจสอบการสะสมของ EcN ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมในร่างกาย พวกเขาฉีดแบคทีเรียโดยตรงไปยังเนื้องอกมะเร็งลำไส้ใหญ่ในหนู จากนั้นให้ยา
การถ่ายภาพเรืองแสงยืนยันการระบุตำแหน่งแบคทีเรียในเนื้องอก ในขณะที่ PET/CT แสดงสัญญาณที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเนื้องอกที่มี EcN เชิงวิศวกรรม เทียบกับสายพันธุ์แบคทีเรียที่ไม่แสดงตัวรับการดูดซึมโลหะ พวกเขาทราบว่า โพรบ ถูกล้างโดยตับและไตเป็นหลักโดยมีการสะสมน้อยที่สุด
ในอวัยวะสำคัญอื่นๆ การตรวจอวัยวะที่เก็บเกี่ยวพบว่ามีแบคทีเรียที่สำคัญเฉพาะในเนื้องอกในหนึ่งและเจ็ดวันหลังการให้ยา ระดับแบคทีเรียในอวัยวะสำคัญทั้งหมดต่ำกว่าขีดจำกัดที่ตรวจพบ ในกลุ่มของหนูที่แยกจากกัน สองวันหลังการให้แบคทีเรีย นักวิจัยสังเกตเห็นแบคทีเรียในเนื้องอกประมาณสิบเท่า
มากกว่าปริมาณที่ฉีด 48 ชั่วโมงก่อนหน้า ในวันที่ 18 เมื่อเนื้องอกมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ทั้งการถ่ายภาพเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิตและ PET/CT ยืนยันว่าแบคทีเรียที่ได้รับการออกแบบไม่เพียงรักษาประชากรของพวกมันภายในเนื้องอกที่เป็นของแข็งเท่านั้น แต่ยังเติบโตอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับการเติบโต
ของเนื้องอก
เอง การทดสอบการรักษาเนื้องอก ต่อไป นักวิจัยได้เปลี่ยน64 Cu เป็นไอโซโทปปล่อยเบต้าพลังงานสูง67 Cu ในหนูที่เป็นมะเร็งเต้านมหรือมะเร็งลำไส้ใหญ่ พวกเขาฉีดน้ำเกลือหรือ EcN ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมโดยตรงเข้าไปในเนื้องอก ตามด้วยการบริหารให้ หนึ่งและสี่วันต่อมา
สำหรับเนื้องอกทั้งสองแบบ หนูที่รักษาด้วยการผสมผสานของแบคทีเรียบวกกับ67 Cu-YbT มีการเจริญเติบโตของเนื้องอกลดลงและมีชีวิตรอดได้นานกว่าหนูที่ได้รับน้ำเกลือ แบคทีเรียเพียงอย่างเดียว หรือ67 เท่านั้น ในแบบจำลองมะเร็งลำไส้ใหญ่ การรักษาแบบผสมผสานขยายการรอดชีวิตเฉลี่ยของหนู
ทีมยังได้ประเมินโปรไฟล์เซลล์ภูมิคุ้มกันของสภาพแวดล้อมจุลภาคของมะเร็งเจ็ดวันหลังการรักษา หลังจากการบริหารให้อย่างเป็นระบบของ67 Cu-YbT การแทรกซึมของ CD8+ ทีเซลล์ที่เป็นพิษต่อเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อรวมกับการลดลงของทีเซลล์ควบคุมภูมิคุ้มกัน
เมื่อนำส่งแบคทีเรีย สิ่งนี้นำไปสู่สภาพแวดล้อมที่มีแนวโน้มต่อต้านเนื้องอก โดยอัตราส่วน สูงกว่าการรักษาแบบผสมผสานอย่างมีนัยสำคัญสูงกว่าในกลุ่มอื่นๆ อีก 3 กลุ่มรวมกันที่มีเนื้องอกที่ลุกลามสูงจากแปดวัน (หลังจากเริ่มการรักษา) ในกลุ่มควบคุมเป็น 13 วัน ในหนูที่มีเนื้องอกในเต้านม
ค่ามัธยฐานของการรอดชีวิตดีขึ้นจาก 11 วันในกลุ่มควบคุมเป็น 18 วันในกลุ่มผสมการศึกษาหลายชิ้นโดยใช้การตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าเสร็จสิ้นในถังผสม ซึ่งเป็นอุปกรณ์ทั่วไปในอุตสาหกรรมกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก เมื่อถ่ายภาพหยดน้ำเกลือขณะกวนและกระจายตัวภายในถังผสม
จะเห็นการหมุนและการแพร่กระจายของน้ำเกลือได้อย่างชัดเจน (รูปที่ 4) สิ่งนี้ทำให้สามารถตัดสินประสิทธิภาพของเครื่องผสมและความคืบหน้าของการผสมได้ ใหม่กว่าในวงการอุตสาหกรรมคือการตรวจเอกซเรย์แม่เหล็กเหนี่ยวนำ ซึ่งมีข้อได้เปรียบเหนือความจุไฟฟ้าและการตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์
