Nuovo metodo di erogazione della luce per l'esecuzione della terapia fotodinamica transbronchiale per il cancro polmonare periferico

L'obiettivo principale di questa ricerca è lo sviluppo di una modalità innovativa di terapia fotodinamica (PDT) applicata ai tumori polmonari periferici. Gli attuali trattamenti per i tumori polmonari, compreso il cancro polmonare primario o i tumori metastatici ai polmoni, comprendono la chirurgia, la chemioterapia (inclusa l’immunoterapia mirata) e la radioterapia. La scelta del trattamento dipende da fattori quali la dimensione del tumore, l’invasione, le caratteristiche genetiche e la salute generale del paziente.

Per i tumori polmonari periferici in stadio iniziale, vi è uno sforzo continuo per sviluppare modalità di trattamento minimamente invasive per sostituire gli attuali metodi chirurgici. Tecniche come l'ablazione con radiofrequenza (RFA) percutanea guidata da tomografia computerizzata o guidata da broncoscopia, l'ablazione con microonde e la terapia fotodinamica sono attivamente in fase di ricerca e sviluppo. La terapia fotodinamica utilizza speciali farmaci fotosensibilizzanti assorbiti selettivamente dalle cellule tumorali, seguiti dall'esposizione alla luce di lunghezze d'onda specifiche, innescando una reazione che distrugge le cellule tumorali.

Sebbene la terapia fotodinamica abbia avuto successo nel trattamento del cancro polmonare delle vie aeree centrali in stadio iniziale o dei tumori avanzati che causano ostruzione delle vie aeree, presenta dei limiti. La penetrazione della luce è limitata, con conseguente intervallo di trattamento compreso tra circa 1,5 e 2 centimetri di diametro. Sono necessarie molteplici guide e trattamenti luminosi per coprire l’intero tumore, aumentando la difficoltà tecnica della procedura.

La luce viaggia in linea retta e subisce penetrazione, assorbimento e riflessione quando incontra le interfacce dei tessuti, limitando la sua penetrazione all'interno dei tessuti. Il Dr. Friedberg negli Stati Uniti ha proposto una nuova modalità di illuminazione nel 2003, utilizzando materiali con elevati indici di rifrazione, come l'olio minerale (indice di rifrazione circa 1,47), per consentire la conduzione della luce nella trachea e nei bronchi. Tuttavia, l’olio minerale è dannoso per il tessuto polmonare e causa gravi complicazioni se inalato inavvertitamente nelle vie aeree.

In questo studio il Lipiodol, un mezzo di contrasto con un indice di rifrazione pari a 1,47, è stato considerato una potenziale alternativa all'olio minerale. Il Lipiodol è una miscela di olio di semi di papavero e ioni di iodio ed è comunemente usato nella linfografia o per la terapia di embolizzazione dei tumori al fegato. È stato utilizzato per anni nella pratica clinica per l'instillazione broncoscopica come mezzo per visualizzare e localizzare i tumori polmonari.

Sulla base di queste considerazioni, il gruppo di ricerca ha ipotizzato che utilizzando la broncoscopia a navigazione elettromagnetica per instillare il Lipiodol nella trachea prossimale del segmento polmonare contenente il tumore, il tumore potrebbe essere completamente circondato dal Lipiodol. La successiva terapia della luce nella trachea prossimale illuminerebbe quindi il tessuto polmonare contenente Lipiodol, compreso il tessuto tumorale, fornendo vasi sanguigni e tessuto linfatico, uccidendo selettivamente il tessuto tumorale e potenziali micrometastasi precoci.

Il gruppo di ricerca ha condotto studi preclinici utilizzando un modello di maiale, confermando che il Lipiodol potrebbe essere instillato nella posizione periferica del tumore polmonare tramite broncoscopia. Inoltre, la terapia della luce con le attuali impostazioni energetiche (200 J/cm, 400 mW/cm, 500 secondi) nel tessuto polmonare iniettato con Lipiodol si è dimostrata sicura.

Uno studio clinico multicentrico negli Stati Uniti (ClinicalTrials.gov Identificatore: NCT02916745) ha esplorato la PDT per i tumori polmonari periferici. Photofrin è stato iniettato per via endovenosa 48 ore prima del trattamento e, sotto la guida della broncoscopia di navigazione elettromagnetica e degli ultrasuoni broncoscopici, la fibra luminosa è stata inserita nel sito del tumore per la PDT con un'impostazione di energia di 200 J/cm, 400 mW/cm, 500 secondi. Lo studio, a gennaio 2019, includeva cinque pazienti senza segnalazioni di complicanze gravi, indicando sicurezza e fattibilità iniziali. Basandosi su questo studio e sulla nuova modalità di illuminazione PDT proposta dal team, uno studio clinico di fase I sull'uomo è stato avviato nell'ottobre 2021 e sarà in corso fino a febbraio 2022. Sono stati trattati tre casi e le osservazioni iniziali suggeriscono sicurezza e fattibilità. Un paziente, purtroppo, è morto di polmonite ostruttiva sei settimane dopo il trattamento a causa della rapida progressione della malattia, ma non è stata considerata una complicanza correlata al trattamento.

Sebbene l’efficacia del trattamento non sia stata quella prevista, sono necessari ulteriori studi clinici per determinare il dosaggio ottimale dell’illuminazione. Nello studio in corso (NCT02916745), due casi hanno ricevuto più trattamenti luminosi da direzioni diverse senza complicazioni significative. Un caso clinico del Dr. Allison ha dimostrato che la PDT broncoscopica è riuscita e senza complicazioni con due trattamenti leggeri a 48 ore di distanza l'uno dall'altro in un paziente non idoneo ai trattamenti standard.

La fase successiva degli studi clinici è proposta sulla base dello studio del team sul trattamento con luce singola del 2022, con l'obiettivo di valutare la sicurezza e l'efficacia utilizzando più trattamenti luminosi in direzioni diverse e una dose aggiuntiva 48 ore dopo. Questo studio servirà da riferimento per il dosaggio minimo di illuminazione di base (NOAEL) e il possibile dosaggio efficace per i futuri studi clinici di fase I.