Исследователи обнаружили, что локализованные магнитные поля повышают эффективность химиотерапии при лечении рака груди
Исследователи из Национального университета Сингапура (НУС) разработали неинвазивный метод повышения эффективности химиотерапии и одновременного снижения ее вредных побочных эффектов.
Применяя короткие локализованные импульсы магнитных полей, команда продемонстрировала значительное увеличение поглощения доксорубицина (DOX), широко используемого химиотерапевтического препарата, клетками рака груди с минимальным воздействием на здоровые ткани. Такое избирательное поглощение обеспечивает более точное нацеливание на раковые клетки, потенциально улучшая результаты лечения и уменьшая побочные эффекты, часто связанные с химиотерапией.
Исследование, проведенное под руководством доцента Альфредо Франко-Обрегона, главного исследователя Института инноваций и технологий в области здравоохранения (iHealthtech) в NUS и преподавателя кафедры хирургии Медицинской школы имени Йонг Лу Лина (NUS Medicine), является первым, систематически показывающим, как импульсные магнитные поля усиливают поглощение DOX в раковых клетках. Группа также показала, что этот подход может подавлять опухоли при более низких дозах лекарств.
Исследование группы было опубликовано в журнале Cancers 18 ноября 2024 года. Оно основано на более ранней работе 2022 года, которая впервые показала, что некоторые раковые клетки более уязвимы к терапии магнитным полем.
Целенаправленная терапия для улучшения результатов химиотерапии и уменьшения побочных эффектов
DOX — это широко используемый химиотерапевтический препарат для лечения рака груди. Он действует, связываясь с компонентами ДНК и нарушая репликацию и дыхание клеток, что затем убивает раковые клетки. Несмотря на свою эффективность, это неселективный препарат, что означает, что он также может повреждать здоровые ткани, что приводит к побочным эффектам от легких до тяжелых, включая кардиомиопатию и атрофию мышц.
Для решения этих проблем исследователи NUS разработали новый подход, который использует короткие импульсы магнитных полей для выборочного увеличения поглощения DOX клетками рака молочной железы. Их исследование выявило роль кальциевого ионного канала, известного как TRPC1, который часто встречается при агрессивных видах рака, включая рак молочной железы. Воздействие магнитного поля активирует TRPC1, усиливая его способность облегчать проникновение DOX в раковые клетки.
Исследователи провели эксперименты, сравнивая эффекты терапии магнитным полем на клетках рака груди человека и здоровых мышечных клетках. Они обнаружили, что клетки рака груди поглощали значительно больше DOX при воздействии магнитных импульсов, в то время как нормальные ткани не подвергались такому воздействию. 10-минутное воздействие магнитного поля снижало концентрацию препарата, необходимую для аналогичного количества уничтожения рака, вдвое, особенно при низких дозах препарата.
Напротив, здоровые мышечные клетки не показали увеличения гибели клеток в ответ на сочетание DOX и магнитных импульсов, что указывает на большую защиту нераковых тканей.
Доцент Альфредо Франко-Обрегон (в центре) и его команда изучают изменения в росте раковых клеток после воздействия магнитных полей в сочетании с различными концентрациями DOX. Магнитный подход избирательно усиливает поглощение лекарств раковыми клетками, потенциально снижая токсические побочные эффекты химиотерапии на здоровые ткани. Это может привести к улучшению результатов лечения, повышению качества жизни и поощрению более раннего лечения пациентов с раком груди, обеспокоенных побочными эффектами. Кредит: Национальный университет Сингапура
Команда также продемонстрировала, что снижение экспрессии TRPC1 или блокирование его активности устраняет этот эффект, что подтверждает решающую роль каналов TRPC1 в этом процессе. «Важно отметить, что когда мы увеличивали количество TRPC1, мы наблюдали увеличение поглощения DOX — это означает, что TRPC1 можно использовать в качестве жизнеспособной терапевтической мишени для агрессивных видов рака», — сказал г-н Винеш Кришнан Сукумар, первый автор статьи и кандидат наук в Центре исследований рака (N2CR) при Медицинской школе имени Йонг Лу Лина при NUS.
«Многообещающим является то, что этот механизм работает наиболее эффективно при низких концентрациях препарата, что позволяет нам эффективнее воздействовать на раковые клетки, одновременно снижая нагрузку химиотерапии на здоровые ткани», — добавил доцент Франко-Обрегон.
Поскольку рак груди остается основной причиной смерти от рака среди женщин во всем мире, потребность в новых стратегиях лечения является неотложной. «Большинство женщин, проходящих химиотерапию, испытывают побочные эффекты от лечения, и в некоторых случаях дозы химиотерапии необходимо уменьшать или, в тяжелых случаях, прекращать ее преждевременно», — сказала член исследовательской группы доцент Джолин Лим, главный исследователь N2CR и старший консультант кафедры гематологии и онкологии Национального университетского института онкологии в Сингапуре.
«Более того, длительное воздействие высокодозной химиотерапии также может привести к лекарственной устойчивости. Этот целенаправленный подход представляет собой прекрасную возможность потенциально улучшить результаты лечения, сохраняя при этом качество жизни пациентов».
Расширение границ прецизионной онкологии
Подход команды с использованием магнитного поля решает одну из самых больших проблем химиотерапии, а именно ее токсическое воздействие на здоровые ткани. Избирательно усиливая поглощение лекарств раковыми клетками, этот метод имеет потенциал для радикального снижения системных побочных эффектов, часто испытываемых пациентами с раком груди.
Это не только улучшает результаты лечения и качество жизни, но и поощряет более раннее лечение для тех, кто сомневается в побочных эффектах лечения. Исследование также подчеркивает роль биомаркеров, таких как повышенная экспрессия TRPC1, в трансформации лечения рака путем предоставления прецизионных вариантов лечения.
Дальнейшая работа будет сосредоточена на переводе этих результатов в клиническую практику путем локализации воздействия магнитного поля конкретно на опухоли у пациентов. Это еще больше подтвердит потенциал снижения системных доз DOX при максимизации локализованной доставки лекарств в раковые клетки.
«Наш подход будет запатентован и ляжет в основу стартапа, специализирующегося на лечении рака груди. В настоящее время мы ведем переговоры с потенциальными инвесторами в Юго-Восточной Азии и США, чтобы перенести эту технологию с лабораторного стола на стационарное лечение», — поделился доцент Франко-Обрегон.