Согласно исследованию, опубликованному на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ).
В статье представлены результаты 16 пациентов, которые лечились в Медицинской школе Икана на горе Синай в Нью-Йорке.
По словам авторов исследования, это первое опубликованное клиническое исследование фототермической терапии рака, в котором используются освещенные наночастицы для нагрева и разрушения опухолей.
В исследовании 16 мужчин в возрасте от 58 до 79 лет с локализованным раком простаты от низкого до среднего риска согласились принять участие в испытании AuroLase Therapy, лечения фокальной абляции, при котором для нагрева и разрушения опухолей используются наночастицы золота.
Пятнадцать из 16 пациентов прошли двухдневное лечение, получив внутривенное вливание наночастиц в первый день и подвергнувшись абляции под визуальным контролем во второй день. Все пациенты отправились домой в день лечения и вернулись на контрольные обследования через три месяца, шесть месяцев и один год после лечения. Из 15 завершивших лечение только у двоих через год после контрольной биопсии и МРТ были обнаружены признаки рака.
«Инфузия нанооболочек золота и диоксида кремния позволяет проводить целенаправленную терапию, которая лечит рак, сохраняя при этом остальную часть простаты, тем самым сохраняя качество жизни пациента за счет снижения нежелательных побочных эффектов, которые могут включать эректильную дисфункцию и / или утечку мочи», сказал ведущий автор исследования и главный исследователь д-р.
Ардешир Растинехад, адъюнкт-профессор урологии и радиологии в Медицинской школе Икана на горе Синай.
Испытание, которое продолжается и охватывает 44 пациента на горе Синай и двух других клинических центрах в Мичигане и Техасе, является кульминацией 20-летнего поиска, проведенного инженером и нанологом Университета Райса Наоми Халас и биоинженером Университета Дьюка Дженнифер Уэст. Халас и Уэст, соавторы нового исследования, впервые представили терапию на основе наночастиц примерно в 2000 году, работая вместе в инженерной школе Райса Брауна.
Частицы, крошечные сферы из кремнезема с тонким внешним слоем золота, называются нанооболочками. Они примерно в 50 раз меньше красных кровяных телец, и Халас изобрел их в Райсе в 1997 году. Изменяя толщину золотой оболочки, Халас показала, что может настраивать нанооболочки для взаимодействия с определенными длинами волн света.
Примерно в 2000 году она и Уэст изобрели метод уничтожения раковых клеток путем нагрева нанооболочек с помощью маломощного лазера ближнего инфракрасного диапазона, который мог безвредно проходить через здоровые ткани.
Работа получила национальные награды и была освещена в прессе, и к началу 2000-х Халас и Уэст совместно основали стартап Nanospectra Biosciences в Хьюстоне для разработки технологии для клинического использования.
Примерно в то же время отцу Халаса, которому тогда было 85 лет, поставили диагноз рак простаты.
«У него была серьезная потеря слуха, и он был слепым, поэтому я должен был быть связующим звеном между ним и его урологом», – сказал Халас. "Я много знаю о том, через что проходят люди с раком простаты, благодаря моему отцу."
Халас сказала, что никогда не забудет, когда ее отец спросил, может ли ее изобретение стать ответом на его рак простаты.
"Он знал о нанооболочках", – сказала она. "История была в Business Week, и он повесил вырезку на стене в своем офисе."
В то время Nanospectra все еще проводила необходимые доклинические исследования, чтобы показать, что нанооболочки можно безопасно использовать на людях.
Через два года после лучевой терапии ему стало почти невозможно мочиться.
«Это было ужасно», – вспоминал Халас. "Он был в больнице и выписывался еженедельно. Врач катетеризует его. Он пойдет домой.
В течение нескольких дней все будет в порядке, а затем ему придется отправиться в отделение неотложной помощи. Это было невероятно, через что он прошел."
Она живо вспоминает разговор, который до сих пор ее мотивирует.
«Он сказал мне:« Если бы вы могли предотвратить то, что хотя бы одному человеку пришлось пройти через ад, через который я прошел, это того стоит », – сказал Халас.
С самого начала Уэст и Халас представляли себе лечение, которое уничтожит рак без изнурительных побочных эффектов, часто связанных с химиотерапией, инвазивной хирургией и радиацией. И это было подтверждено в их ранних исследованиях на культурах клеток и на мышах.
"Наука не изменилась", – сказал Уэст. "Если вы посмотрите на нашу оригинальную статью PNAS, где мы провели первые исследования на животных, в науке нет ничего принципиально нового."
Но получить одобрение клинических испытаний Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов было непросто, отчасти потому, что технология была новаторской.
«Мы были первыми действительно созданными наночастицами, которые попали в организм человека», – сказал Уэст. "Вначале FDA не знало, как обращаться с такими материалами. У нас было что-то похожее на жидкость для инъекций в пакете для внутривенных вливаний. Было ли это лекарство или устройство? Был момент, когда FDA обсуждало создание совершенно нового подразделения только для наноиндустрии."
В конце концов, агентство решило регулировать лечение, которое Nanospectra назвала AuroLase Therapy, как медицинское устройство. Клинические испытания, посвященные безопасности, начались почти 10 лет назад с исследования рака головы и шеи на поздних стадиях. Халас сказала, что Nanospectra извлекала ценные уроки на каждом этапе, но она сказала, что это еще один большой шаг вперед – на этот раз в области медицинской визуализации – который заложил основу для успеха в лечении рака простаты.
По словам Халаса, в 2011 году исследователи из Национального института здоровья опубликовали результаты новой техники, сочетающей ультразвук и МРТ для устранения опухолей простаты с точностью до миллиметра. Клиницисты начали внедрять технику «гибридной биопсии» – процедуру нацеливания игольной биопсии на конкретное место предполагаемой опухоли.
Одним из ведущих исследователей, работающих над разработкой технологии гибридной биопсии, был Растинехад, который присоединился к Mount Sinai в 2015 году и был одним из первых сторонников использования платформы гибридной визуализации для «фокальной терапии», минимально инвазивного лечения, которое может воздействовать на опухоли без риска недержания и недержания мочи. импотенция, связанная с лечением всей железы, например хирургическим удалением простаты или лучевой терапией.
Для Халаса и Уэста недавно опубликованное исследование – еще один важный шаг в 20-летнем путешествии, которое всегда было личным и очень трогательным.
«Тропический шторм Эллисон ударил, когда мы проводили наши первые эксперименты на животных в Техасском медицинском центре», – вспоминал Уэст. «Многие инструменты МРТ в исследовательских центрах на животных были уничтожены, и нам пришлось проводить МРТ на наших мышах в тех же помещениях, которые они использовали для визуализации пациентов. Было глубоко трогательно видеть влияние, которое рак оказывает на людей, ждать вместе с ними и думать, что то, что мы развиваем, может однажды, надеюсь, действительно помочь им."
Отец Халаса умер несколько лет назад, но она сказала, что думает о нем каждый день.
"Здесь есть более широкая картина", – сказала она. "В этом (исследовании) участвуют 16 человек, но когда их станет 16 000?
Шестнадцать миллионов? Потому что 1 из 9 мужчин столкнется с этим в течение своей жизни.
Мысль о том, что это лечение может облегчить побочные эффекты и страдания, которые испытал мой отец, действительно трогает."
Уэст сказал, что результаты показывают, что возможно, когда врачи и инженеры работают вместе для решения проблем.
«Эта работа демонстрирует силу сотрудничества в области инженерии и медицины», – сказала она. "Это показывает, как сотрудничество может сделать возможным внедрение захватывающих новых технологий в клиническую медицину для улучшения жизни пациентов."