Nowatorska metoda dostarczania światła do wykonywania przezoskrzelowej terapii fotodynamicznej w leczeniu obwodowego raka płuc

Głównym celem tych badań jest opracowanie innowacyjnego trybu terapii fotodynamicznej (PDT) stosowanej w leczeniu obwodowych guzów płuc. Obecne metody leczenia nowotworów płuc, w tym pierwotnego raka płuc lub guzów przerzutowych do płuc, obejmują operację, chemioterapię (w tym terapię celowaną i immunoterapię) oraz radioterapię. Wybór leczenia zależy od takich czynników, jak wielkość guza, inwazja, cechy genetyczne i ogólny stan zdrowia pacjenta.

W przypadku obwodowych guzów płuc we wczesnym stadium podejmuje się ciągłe wysiłki w celu opracowania minimalnie inwazyjnych metod leczenia, które zastąpią obecne metody chirurgiczne. Techniki takie jak przezskórna lub bronchoskopowa ablacja częstotliwością radiową (RFA), ablacja mikrofalowa i terapia fotodynamiczna są aktywnie badane i rozwijane. W terapii fotodynamicznej wykorzystuje się specjalne leki fotouczulające, selektywnie wchłaniane przez komórki nowotworowe, a następnie eksponowane na światło o określonej długości fali, wywołując reakcję niszczącą komórki nowotworowe.

Chociaż terapia fotodynamiczna okazała się skuteczna w leczeniu raka płuc ośrodkowych dróg oddechowych we wczesnym stadium lub zaawansowanych nowotworów powodujących niedrożność dróg oddechowych, ma ona ograniczenia. Przenikanie światła jest ograniczone, co skutkuje zakresem zabiegu o średnicy około 1,5 do 2 centymetrów. Aby pokryć cały guz, konieczne jest wielokrotne prowadzenie i leczenie światłem, co zwiększa techniczną trudność zabiegu.

Światło przemieszcza się po linii prostej i ulega penetracji, absorpcji i odbiciu, gdy napotyka powierzchnie tkankowe, ograniczając jego penetrację w obrębie tkanek. Dr Friedberg ze Stanów Zjednoczonych zaproponował w 2003 roku nowatorski sposób oświetlenia, wykorzystujący materiały o wysokich współczynnikach załamania światła, takie jak olej mineralny (współczynnik załamania światła około 1,47), aby umożliwić przewodzenie światła w tchawicy i oskrzelach. Jednakże olej mineralny jest szkodliwy dla tkanki płucnej, powodując poważne powikłania w przypadku przypadkowego wdychania do dróg oddechowych.

W tym badaniu Lipiodol, środek kontrastowy o współczynniku załamania światła 1,47, uznano za potencjalną alternatywę dla oleju mineralnego. Lipiodol jest mieszaniną oleju makowego i jonów jodu i jest powszechnie stosowany w limfografii lub terapii embolizacyjnej nowotworów wątroby. Od lat jest stosowany w praktyce klinicznej do wkraplania do bronchoskopii w celu wizualizacji i lokalizacji guzów płuc.

Na podstawie tych rozważań zespół badawczy postawił hipotezę, że stosując bronchoskopię z nawigacją elektromagnetyczną do wstrzyknięcia lipiodolu do proksymalnej tchawicy odcinka płuc zawierającego guz, guz może zostać całkowicie otoczony lipiodolem. Późniejsza terapia światłem w proksymalnej tchawicy oświetlałaby następnie tkankę płuc zawierającą lipiodol, w tym tkankę nowotworową, zaopatrującą naczynia krwionośne i tkankę limfatyczną, selektywnie zabijając tkankę nowotworową i potencjalne wczesne mikroprzerzuty.

Zespół badawczy przeprowadził badania przedkliniczne na modelu świni, potwierdzając, że Lipiodol można wkraplać w obwodową lokalizację guza płuc za pomocą bronchoskopii. Co więcej, wykazano, że terapia światłem przy bieżących ustawieniach energii (200 J/cm, 400 mW/cm, 500 sekund) w tkance płucnej, do której wstrzyknięto Lipiodol, jest bezpieczna.

Wieloośrodkowe badanie kliniczne w Stanach Zjednoczonych (ClinicalTrials.gov Identyfikator: NCT02916745) badał PDT pod kątem obwodowych guzów płuc. Photofrin wstrzyknięto dożylnie na 48 godzin przed leczeniem i pod kontrolą bronchoskopii z nawigacją elektromagnetyczną i ultrasonografii bronchoskopowej wprowadzono włókno świetlne do miejsca guza w celu przeprowadzenia PDT przy ustawieniu energii 200 J/cm, 400 mW/cm, 500 sekund. Do badania, według stanu na styczeń 2019 r., włączono pięciu pacjentów, bez zgłoszeń poważnych powikłań, co wskazuje na początkowe bezpieczeństwo i wykonalność. Opierając się na tym badaniu i zaproponowanym przez zespół nowatorskim trybie oświetlenia PDT, w październiku 2021 r. rozpoczęto I fazę badania klinicznego na ludziach, które potrwa do lutego 2022 r. Rozpatrzono trzy przypadki, a wstępne obserwacje sugerują bezpieczeństwo i wykonalność. Jeden pacjent niestety w sześć tygodni po leczeniu zmarł na obturacyjne zapalenie płuc z powodu szybkiego postępu choroby, ale nie uznano tego za powikłanie związane z leczeniem.

Chociaż skuteczność leczenia nie była taka, jak oczekiwano, potrzebne są dalsze badania kliniczne w celu określenia optymalnej dawki oświetlenia. W trwającym badaniu (NCT02916745) dwa przypadki poddano wielokrotnemu leczeniu światłem z różnych kierunków bez znaczących powikłań. Opis przypadku dr Allison wykazał skuteczną i pozbawioną powikłań bronchoskopową PDT z dwoma naświetleniami w odstępie 48 godzin u pacjenta niekwalifikującego się do standardowego leczenia.

Na podstawie przeprowadzonego przez zespół w 2022 r. badania klinicznego z zastosowaniem pojedynczego światła zaproponowano kolejną fazę badań klinicznych, której celem jest ocena bezpieczeństwa i skuteczności przy zastosowaniu wielokrotnych zabiegów światłem w różnych kierunkach i dodatkowej dawki 48 godzin później. Badanie to posłuży jako punkt odniesienia dla minimalnej dawki oświetlenia podstawowego (NOAEL) i możliwej skutecznej dawki dla przyszłych badań klinicznych I fazy.