Molekulárně cílená sonda pro lepší perioperační vizualizaci glioblastomu
Výzkumníci z Národního ústavu pro výzkum rakoviny ve spolupráci s kolegy ze Spojených států identifikovali cílené molekulární sondy, které se specificky aktivují v nádorové tkáni glioblastomu – nejčastějšího zhoubného nádoru mozku u člověka. Neurochirurgům by tak do budoucna mohly tyto sondy umožnit lepší vizualizaci nádoru a jeho přesnější odstranění.
Glioblastomy patří k nádorům se špatnou prognózou. Neléčení pacienti umírají zpravidla do půl roku, ale i ti léčení přežívají mnohdy pouze v řádu jednotek let. Podle dat American Cancer Society publikovaných v dubnu loňského roku online (Survival Rates for Selected Adult Brain and Spinal Cord Tumors. www.cancer.org) je pravděpodobnost pětiletého přežití od stanovení diagnózy glioblastomu jen 22 procent ve věkové skupině 20–44 let, devět procent u pacientů 45–54letých a maximálně šest procent ve věku nad 55 let. Nejvyšší výskyt glioblastomu je přitom právě u pacientů starších 55 let.
Pro zlepšení prognózy pacientů je klíčové odstranění nádoru v maximálním možném rozsahu, s následnou adjuvantní radio‑ a chemoterapií. Vysoce infiltrativní růst glioblastomu, který je charakterizován vrůstáním nádorových buněk do okolní zdravé tkáně, bohužel ztěžuje operatérovi rozlišení nádorové tkáně od okolní tkáně mozku.
V zájmu dosažení vyšší radikality výkonu s větším cytoredukčním efektem je pro lepší peroperační vizuální identifikaci okrajů nádoru využívána metoda fluorescencí navigované resekce. Jejím zlatým standardem je použití kyseliny 5‑aminolevulinové (5‑ALA), která se akumuluje v metabolicky vysoce aktivních tkáních. 5‑ALA je metabolizována na protoporfyrin IX, který má fluorescenční vlastnosti a umožňuje v průběhu neurochirurgického výkonu detekovat přítomnost gliomových buněk.
Výzkumníci z 1. lékařské fakulty UK, kteří jsou součástí Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NÚVR), ve spolupráci s kolegy ze Stanford University School of Medicine, USA, otestovali molekulárně cílené sondy aktivované proteázami pro vizualizaci buněk glioblastomu v blízké infračervené oblasti (near‑infrared, NIR) a porovnali výsledky s 5‑ALA. Jejich práci zveřejnil online v březnu tohoto roku prestižní časopis Journal of Neurosurgery (Konečná, Výmola, Ternerová et al. Molecularly targeted protease‑activated probes for visualization of glioblastoma: a comparison with 5‑ALA. J Neurosurg. 2024).
„Testovány byly nově vyvinuté molekulárně cílené sondy, buď jednosubstrátové, aktivované cysteinovými proteázami katepsiny, nebo dvousubstrátové, aktivované katepsiny a kaspázou 3 přítomnou v umírajících buňkách. Proteolytické štěpení sondy vede k uvolnění fluoroforu, který se akumuluje v lysozomech a může být excitován NIR zářením,“ vysvětluje doc. MUDr. Petr Bušek, Ph.D., z Ústavu biochemie a experimentální onkologie 1. LF UK, který se na tomto výzkumu v rámci NÚVR podílí.
Aktivace sond byla hodnocena po intravenózním podání u myší s ortotopickými nádory a také in vitro na buněčných kulturách a ex vivo v bioptickém materiálu od pacientů s glioblastomem. Pomocí preklinických a klinických zobrazovacích zařízení byl hodnocen kontrast mezi nádorovou a nenádorovou tkání (tumor to normal ratio, TNR).
V experimentálních modelech glioblastomu vizualizovaly nádorovou tkáň jak jednosubstrátové, tak dvousubstrátové sondy a signál ve zdravé mozkové tkáni byl minimální. Nejvyššího poměru mezi fluorescencí v nádoru ve srovnaní s nenádorovou tkání (TNR) dosáhla jednosubstrátová sonda 6QC‑ICG a dvousubstrátová sonda AG2‑FNIR, přičemž u prvně jmenované sondy byla intenzita signálu vyšší. Ve srovnání se standardní 5‑ALA byl u myší, kterým byly podány obě látky společně, potvrzen vyšší poměr TNR ve prospěch sondy 6QC‑ICG.
Studie prokázala, že molekulárně cílená sonda 6QC‑ICG je aktivována cysteinovými katepsiny v gliomových buňkách a makrofázích asociovaných s nádorem a že výsledný fluorofor se akumuluje intracelulárně. Výsledkem je vysoký kontrast mezi nádorovou a nenádorovou mozkovou tkání, který je lepší než u současného standardu 5‑ALA. Proteázami aktivované sondy využívající NIR fluorofory (jako např. indocyaninovou zeleň, ICG) navíc poskytují výhodu nízké absorpce a rozptylu světla i nižší autofluorescence tkáně v blízké infračervené oblasti.
„Jednosubstrátová molekulárně cílená sonda 6QC‑ICG aktivovaná cysteinovými katepsiny má tedy potenciál stát se cíleným prostředkem pro peroperační detekci nádorové tkáně glioblastomu při fluorescencí navigovaných neurochirurgických výkonech,“ naznačuje P. Bušek.