Nieuwe lichttoedieningsmethode voor het uitvoeren van transbronchiale fotodynamische therapie voor perifere longkanker

De belangrijkste focus van dit onderzoek is de ontwikkeling van een innovatieve fotodynamische therapie (PDT)-modus toegepast op perifere longtumoren. De huidige behandelingen voor longtumoren, waaronder primaire longkanker of metastatische tumoren in de longen, omvatten chirurgie, chemotherapie (inclusief gerichte en immunotherapie) en bestralingstherapie. De keuze van de behandeling hangt af van factoren zoals de tumorgrootte, invasie, genetische kenmerken en de algehele gezondheid van de patiënt.

Voor perifere longtumoren in een vroeg stadium wordt voortdurend gewerkt aan de ontwikkeling van minimaal invasieve behandelingsmodaliteiten ter vervanging van de huidige chirurgische methoden. Technieken zoals computertomografiegeleide percutane of bronchoscopisch geleide radiofrequentieablatie (RFA), microgolfablatie en fotodynamische therapie worden actief onderzocht en ontwikkeld. Fotodynamische therapie maakt gebruik van speciale fotosensibiliserende medicijnen die selectief worden geabsorbeerd door kankercellen, gevolgd door blootstelling aan licht met specifieke golflengten, waardoor een reactie wordt veroorzaakt die kankercellen vernietigt.

Hoewel fotodynamische therapie succesvol is geweest bij de behandeling van longkanker in de centrale luchtwegen in een vroeg stadium of gevorderde tumoren die luchtwegobstructie veroorzaken, kent deze therapie beperkingen. De penetratie van licht wordt beperkt, wat resulteert in een behandelbereik van ongeveer 1,5 tot 2 centimeter in diameter. Er zijn meerdere begeleidings- en lichtbehandelingen nodig om de hele tumor te bedekken, waardoor de technische moeilijkheidsgraad van de procedure toeneemt.

Licht beweegt zich in een rechte lijn voort en ondergaat penetratie, absorptie en reflectie wanneer het in aanraking komt met weefselgrensvlakken, waardoor de penetratie ervan in weefsels wordt beperkt. Dr. Friedberg in de Verenigde Staten stelde in 2003 een nieuwe verlichtingsmodus voor, waarbij gebruik werd gemaakt van materialen met hoge brekingsindices, zoals minerale olie (brekingsindex ongeveer 1,47), om lichtgeleiding in de luchtpijp en de bronchiën mogelijk te maken. Minerale olie is echter schadelijk voor het longweefsel en veroorzaakt ernstige complicaties als het per ongeluk in de luchtwegen wordt ingeademd.

In deze studie werd Lipiodol, een contrastmiddel met een brekingsindex van 1,47, beschouwd als een mogelijk alternatief voor minerale olie. Lipiodol is een mengsel van maanzaadolie en jodiumionen en wordt vaak gebruikt bij lymfografie of voor embolisatietherapie van levertumoren. Het wordt in de klinische praktijk al jaren gebruikt voor bronchoscopische instillatie als middel om longtumoren te visualiseren en te lokaliseren.

Op basis van deze overwegingen stelde het onderzoeksteam de hypothese op dat door gebruik te maken van elektromagnetische navigatiebronchoscopie om Lipiodol in de proximale luchtpijp van het longsegment dat de tumor bevat te instilleren, de tumor volledig omringd zou kunnen worden door Lipiodol. Daaropvolgende lichttherapie in de proximale luchtpijp zou dan het longweefsel dat Lipiodol bevat, verlichten, inclusief het tumorweefsel, dat de bloedvaten en lymfatisch weefsel van bloed voorziet, waardoor selectief tumorweefsel en mogelijke vroege micro-metastasen worden gedood.

Het onderzoeksteam voerde preklinische onderzoeken uit met behulp van een varkensmodel, wat bevestigde dat Lipiodol via bronchoscopie in de perifere longtumorlocatie kon worden ingebracht. Bovendien bleek lichttherapie met de huidige energie-instellingen (200 J/cm, 400 mW/cm, 500 seconden) in met Lipiodol geïnjecteerd longweefsel veilig te zijn.

Een klinische proef in meerdere centra in de Verenigde Staten (ClinicalTrials.gov Identificatienummer: NCT02916745) onderzocht PDT voor perifere longtumoren. Photofrin werd 48 uur vóór de behandeling intraveneus geïnjecteerd en onder begeleiding van elektromagnetische navigatiebronchoscopie en bronchoscopische echografie werd de lichtvezel in de tumorplaats ingebracht voor PDT met een energie-instelling van 200 J/cm, 400 mW/cm, 500 seconden. De proef omvatte vanaf januari 2019 vijf patiënten zonder meldingen van ernstige complicaties, wat wijst op initiële veiligheid en haalbaarheid. Voortbouwend op deze proef en de door het team voorgestelde nieuwe PDT-verlichtingsmodus, werd in oktober 2021 een fase I klinische proef op mensen gestart, die loopt tot februari 2022. Er zijn drie gevallen behandeld en de eerste observaties duiden op veiligheid en haalbaarheid. Eén patiënt bezweek helaas zes weken na de behandeling aan obstructieve longontsteking als gevolg van de snelle ziekteprogressie, maar dit werd niet als een behandelingsgerelateerde complicatie beschouwd.

Hoewel de effectiviteit van de behandeling niet was zoals verwacht, zijn verdere klinische onderzoeken nodig om de optimale verlichtingsdosering te bepalen. In het lopende onderzoek (NCT02916745) kregen twee gevallen zonder noemenswaardige complicaties meerdere lichtbehandelingen vanuit verschillende richtingen. Een casusrapport van Dr. Allison toonde succesvolle en complicatievrije bronchoscopische PDT aan met twee lichtbehandelingen met een tussenpoos van 48 uur bij een patiënt die niet in aanmerking kwam voor standaardbehandelingen.

De volgende fase van klinische onderzoeken wordt voorgesteld op basis van de behandelingsproef met één licht uit 2022, met als doel de veiligheid en werkzaamheid te beoordelen met behulp van meerdere lichtbehandelingen in verschillende richtingen en een extra dosis 48 uur later. Deze studie zal dienen als referentie voor de minimale basisverlichtingsdosering (NOAEL) en de mogelijke effectieve dosering voor toekomstige fase I klinische onderzoeken.