Invazivno i sistemsko liječenje raka je neophodno zlo za mnoge ljude s razornom dijagnozom. Ovi pacijenti podnose terapije s razornim nuspojavama, uključujući mučninu, supresiju imuniteta, gubitak kose, pa čak i zatajenje organa, u nadi da će iskorijeniti kancerogena tkiva u tijelu. Ako su tretmani usmjereni na kancerogena tkiva pacijenta, to bi kliničarima moglo pružiti alternativu za smanjenje toksičnih nivoa kemoterapije ili zračenja. Zamislite kvalitet života pacijenata od takvih terapija. Zanimljivo je da istraživanja koja su započela u svemiru mogu uskoro rezultirati takvim opcijama ovdje na Zemlji.
Budući da prepoznajemo februar kao nacionalni mjesec prevencije raka, korisno je također istaći kontinuirana poboljšanja u liječenju raka kroz istraživanja i otkrića. Koristeći prepoznatljivo okruženje mikrogravitacije na Međunarodnoj svemirskoj stanici, određeni niz istraživačkih istraživanja čini daljnji napredak u terapiji raka. Proces istražen na svemirskoj stanici poznat kao mikrokapsulacija je u stanju da efikasnije proizvede sićušne, biorazgradive mikro balone punjene tečnošću koji sadrže specifične kombinacije koncentrisanih antitumorskih lekova. Koristeći specijalizirane igle, liječnici mogu isporučiti ove mikro-balone ili mikrokapsule na određena mjesta liječenja unutar pacijenata sa rakom. Ova vrsta ciljane terapije mogla bi uskoro revolucionirati pružanje liječenja raka.
Upotreba mikrogravitacionog okruženja na svemirskoj stanici za eksperimente mikrokapsuliranja bila je neophodna prije mogućnosti razvoja zemaljske tehnologije za pravljenje ovih mikrokapsula."Tehnika koju imamo za izradu ovih mikrokapsula ne bi se mogla izvoditi na tlu, jer bi se različite gustine tekućina naslagale", objasnio je Dennis Morrison, dr. sc, penzionisani NASA-in glavni istraživač Microencapsulation Electrostatic Processing System-II (MEPS-II) studija i trenutni potpredsjednik i direktor za istraživanje i razvoj mikrokapsulacije u NuVue Therapeutics, Inc. "Ali u svemiru, pošto nema sedimentacije zbog gravitacije, sve ide sferično."
Meps operacije u mikrogravitaciji spojile su dvije tečnosti koje se ne mogu pomiješati na Zemlji (80 posto vode i 20 posto ulja) na takav način da su spontano uzrokovale formiranje mikrokapsula ispunjenih tekućinom u obliku sferičnih, sićušnih, tekućinom ispunjenih mjehurića okružen tankom, polupropusnom vanjskom membranom.
U svemiru, površinska napetost oblikuje tečnosti u sfere. Svaki molekul na površini tečnosti povlače susedi sa jednakom napetošću. Blisko integrisani molekuli formiraju se u najmanju moguću oblast, a to je sfera. U stvari, MEPS-II sistem je dozvoljavao kombinaciju tečnosti u obliku mjehurića jer su sile površinskog napona preuzele i omogućile fluidima da se spoje umjesto da sjede jedna na drugu.
"Uspjeli smo shvatiti koje parametre trebamo kontrolirati kako bismo mogli napraviti istu vrstu mikrokapsula na tlu", rekao je Morrison. "Sada više ne moramo ići u svemir. Svemir je bio naš učitelj, naša učionica da shvatimo kako bismo ovo mogli napraviti na Zemlji."
Iako je MEPS-II tehnologija proizvedena na svemirskoj stanici 2002. godine, globalne ekonomske borbe koje su uslijedile i prepreke u finansiranju otežale su prikupljanje kapitala investitora za nova klinička ispitivanja mikrokapsula na ljudima. Ovaj jaz u istraživanju usporio je kretanje od otkrića do stvarnog proizvoda koji poboljšava ljudsko zdravlje.
Meps-II sistem se sada dovodi u komercijalne razmere pod U. S. Zahtjevi dobre proizvodne prakse Uprave za hranu i lijekove (FDA) NuVue. NuVue je ekskluzivno licencirao MEPS tehnologiju za medicinsku upotrebu, uključujući liječenje raka. Ove terapije raka su sada predmet nekoliko patenata i prijava na čekanju.
Komercijalizacija MEPS tehnologije i metoda za razvoj novih aplikacija za ove jedinstvene mikrokapsule je već počela. Istraživanje svemirske stanice dovelo je do 13 licenciranih patenata u vezi s mikrokapsulama i dva koja su na čekanju. Pored toga, NuVue je dizajnirao uređaje koji integrišu isporuku MEPS-II mikrokapsula sa poboljšanom ultrazvučnom vizualizacijom i krioterapeutskim efektima, koji su predmet četiri dodatna izdata i tri patenta na čekanju.
NuVue takođe trenutno traži odobrenje od FDA za MEPS mikrokapsule koje sadrže farmaceutske proizvode i agense za snimanje markera za pregled MEPS mikrokapsula tokom ultrazvuka. Srećom, MEPS mikrokapsule su napravljene u NASA laboratorijama za svemirsku stanicu pod strogim uslovima uporedivim sa postojećim zahtjevima FDA.
Upotrebom NuVue specijalizovanih igala za biopsiju koje rade zajedno sa njihovom poboljšanom tehnologijom vizualizacije vođene ultrazvukom, igle su vidljive ultrazvučnim sistemom za snimanje. Ovo omogućava ciljani i specifičan pristup za davanje MEPS mikrokapsuliranog lijeka tumoru. Ovim ciljanim pristupom, MEPS mikrokapsule smanjuju količinu neugodnih nuspojava kemoterapije, dok normalna kemoterapija uključuje farmaceutsku injekciju u cijelo tijelo za liječenje stanica raka prisutnih kod pacijenta. Mikrokapsule također mogu uključivati kombinaciju lijekova prilagođenih određenom pacijentu, a mogu se konstruirati za vremensko oslobađanje, pružajući dugotrajnije terapeutske efekte unutar kancerogenog tkiva pacijenta.
"Sve u svemu, ovo predstavlja kombinaciju jedinstvenih stvari koje rade pojedinačno, ali zajedno rade mnogo bolje", rekao je Morrison. „Mikrokapsule su uređaj koji se može koristiti zajedno sa ultrazvučnim iglama za označavanje mjesta biopsije radi dijagnoze. Oni također mogu označiti perimetar i rub tumora. Kada se pravilno implementira, ultrazvuk može pratiti napredak bilo koje terapije tumora s novim MEPS mikrokapsulama za snimanje markera koje se postavljaju unutar tumorskog tkiva, čak i ako isporučena terapija nije bila korištenjem procesa mikroenkapsulacije MEPS."
U laboratorijskim ispitivanjima, MEPS-II mikrokapsule koje sadrže lijekove protiv raka ubrizgane su direktno u ljudsku prostatu i tumore pluća na životinjskim modelima. Ovi modeli su zatim, u nastavku testova, također ubrizgani nakon isporuke specifičnih kriohirurških efekata, sličnih efektu zamrzavanja i odmrzavanja na tumorska tkiva. Injektiranje mikrokapsula direktno u tumor pokazalo je poboljšane terapijske rezultate specifične za mjesto i inhibiciju rasta tumora. Nakon krio-hirurgije, mikrokapsule su pokazale poboljšano uništavanje tumora bolje nego samo zamrzavanje ili lokalna kemoterapija.
Iako su Morrisonove prethodne laboratorijske studije mikrokapsula bile prvenstveno fokusirane na rak prostate i pluća, njegove studije sada ciljaju rak dojke za proces odobrenja FDA. Iako će biti potrebno nekoliko godina da se dobije odobrenje za korištenje mikrokapsula kao opcije liječenja ispunjene terapijama protiv tumora, nekoliko uređaja koji će pomoći u isporuci lijekova planirano je za pretkliničko ispitivanje već sljedeće godine. NuVue igle poboljšane ultrazvukom i mikrokapsule markera za snimanje, koje ne sadrže lijekove, mogu se kombinirati za upotrebu kod pacijenata s rakom.
Nakon postizanja potpunog odobrenja FDA, planirana klinička ispitivanja uključivat će ubrizgavanje mikrokapsula s antitumorskim lijekovima direktno u tumorska mjesta kod ljudi u MD Anderson Cancer Center u Houstonu i Mayo Cancer Center u Scottsdaleu, Arizona. Uspjeh na životinjskim modelima u laboratorijskim studijama s liječenjem tumora prostate i pluća kod ljudi, Morrison polaže velike nade u bliskoj budućnosti, da će moći početi koristiti tretman mikrokapsula za rak dojke.
Kao što su odredili Morrison i NuVue istraživački tim, "ove tehnologije su se mogle ostvariti samo zbog dostupnosti mikrogravitacijskog okruženja na svemirskoj stanici. Bez toga, ovaj inovativni proboj koji uključuje proces tehnologije mikrokapsulacije nikada ne bi bio stvoren."
Baš kao što mikrogravitacija može pomoći u otkrivanju novih tehnologija za liječenje raka, ove mikrokapsule mogu jednog dana pomoći u oporavku raka dojke i drugih specifičnih karcinoma dubokog tkiva.
