In Experimenten an Mäusen, Johns Hopkins Forscher sagen, Sie haben eine Technik entwickelt, die es erleichtert die präzise Platzierung von Krebs Drogen Ihre beabsichtigten Ziele im Gehirn. Dieser Ansatz bringt eine Technik, führt ein Katheter durch die Gehirn-Arterien mit der Positronen-emissions-Technologie (PET) – scans exakt zu platzieren Krebs Drogen Ihre beabsichtigten Ziele im Gehirn. Wenn zukünftige Studien zeigen, dieser Bild-geführte drug-delivery-Methode ist sicher und wirksam bei den Menschen, die Forscher sagen, es könnte die Ergebnisse verbessern historisch schwer zu behandeln und oft tödlich Hirntumoren, wie dem Glioblastom.

Die Studie, veröffentlicht am 1. Mai im Journal of Nuclear Medicine.

„Gehirn-Erkrankungen sind oft viel schwieriger zu behandeln als Erkrankungen an anderer Stelle im Körper, nicht nur wegen der harten, flachen skullbones, umhüllen das Gehirn komplizierenden operativen Zugangs, aber auch wegen der Blut-Hirn-Schranke, das Gehirn ausgeklügeltes Abwehrsystem, den Zugang zu verweigern Gifte und die meisten Medikamente“, sagt Miroslaw Janowski, M. D., Ph. D., außerordentlicher professor der Radiologie und der radiologischen Wissenschaft an der Johns Hopkins University School of Medicine und ein Mitglied der Johns-Hopkins-Instituts für Zell-Engineering. „Krebs-Medikamenten werden Häufig verabreicht als Pillen oder intravenöse Injektionen, die sind leicht und komfortabel für den Patienten, aber nur einen winzigen Teil dieser Medikamente erreichen das Gehirn tumor. Das meiste davon sammelt sich in andere Organe, führt oft zu schweren Nebenwirkungen. Die intra-arterielle Ansatz löst dieses problem, indem Sie uns zu liefern hochkonzentrierte Behandlungen direkt und gezielt auf den tumor“, sagt Piotr Walczak, M. D., Ph. D., außerordentlicher professor der Radiologie und der radiologischen Wissenschaft an der Johns Hopkins University School of Medicine und ein co-investigator am Projekt mit.

In Ihren Experimenten, die Forscher getestet, ob eine Technik, die Häufig zur Behandlung von Schlaganfällen, wo ein Katheter ist geleitet von einer Arterie in dem Bein, das durch den Körper und in das Gehirn, könnte verwendet werden, zur Verbesserung der Präzision und Wirksamkeit von drug-delivery.

Die Forscher wählten, um zuerst zu testen, das intra-arterielle Technik mit bevacizumab, ein Antikörper-protein zur Behandlung einer Vielzahl von menschlichen Krebserkrankungen. Ähnliche Antikörper verwendet werden, auch auf dem schnell blühenden Feld der Immuntherapie.

Aufgrund Ihrer Größe, Antikörper können nicht leicht über die Blut-Hirn-Schranke. Zur Umgehung dieses Problems verwendeten die Forscher ein Medikament namens mannitol, das Häufig verwendet wird, zu niedriger Druck im Gehirn. Mannitol ist ein Zucker, das natürlicherweise in Obst und Gemüse, und wenn geliefert Arterien im Gehirn, es bewirkt, dass die Zellen, die die Blut-Hirn-Schranke, zu verlangen, verlassen der Räume zwischen denen große Moleküle passieren können.

Die Forscher untersuchten diese drug-delivery-Methode, Vergleich der intra-arteriellen versus intravenöse Injektion mit und ohne öffnung der Blut-Hirn-Schranke. Die Gruppe gepaart werden diese Methoden mit dynamischen PET-Bildgebung, die erlaubt Sie zu beobachten, die Lage des Medikaments während und nach der infusion.

PET-scans werden Häufig verwendet, um diagnose und Behandlung von Patienten mit verschiedenen Krankheiten, wie Krebs und Alzheimer-Krankheit. Diese scans sind durchgeführt durch die Injektion in der Regel sicher und relativ kurz wirkende radioaktive Tracer, in den Körper durch eine Vene zu verfolgen eine Vielzahl von metabolischen Aktivitäten, einschließlich Sauerstoff-Fluss oder den Abbau von Zucker-Moleküle.

Janowski-team hat mit einem dieser Tracer -, Zirkonium-89, der zur Bezeichnung der Antikörper bevacizumab.

Im ersten experiment, die Forscher betäubte vier gesunden Mäusen und geführt werden ein Katheter, der an das Gehirn. Die Forscher verabreichten mannitol durch den Katheter zum öffnen der Blut-Hirn-Schranke und etwa 8,5 megabecquerels, ein standard-Maßeinheit für radioaktive Tracer, bevacizumab, gekennzeichnet mit dem tracer. Die Forscher abgebildet die Gehirne der Mäuse, die an einem PET-scanner entwickelt für kleine Tiere für 30 Minuten, nachdem das Medikament verabreicht wurde, und nahm mehrere Bilder von einer Stunde und einem Tag nach der Behandlung.

Vier weitere Mäuse erhielten eine ähnliche Behandlung, aber ohne öffnen der Blut-Hirn-Schranke. Wieder wurden die Tiere abgebildet für 30 Minuten, nachdem das Medikament verabreicht wurde, und weitere Bilder wurden eine Stunde und einen Tag nach der Behandlung.

Die Letzte Gruppe von vier Mäusen erhielt die gleiche Menge von bevacizumab intravenös. Diese Gruppe von Mäusen abgebildet, die auf der small animal PET scanner 15 Minuten vor der mannitol verabreicht wurde, und 30 Minuten, eine Stunde und einen Tag nach der Behandlung.

Die Ergebnisse zeigen, dass intra-arterielle drug delivery mit der Blut-Hirn-Schranke geöffnet war die effektivste Methode, mit 23.58 Prozent der Dosis pro Kubikzentimeter, die das Gehirn erreichen und dort zu Verweilen, bis der Letzte Beobachtung-24 Stunden nach der Behandlung.

Intra-arterielle drug-delivery-ohne öffnen der Blut-Hirn-Schranke ergab 9.66 Prozent der Dosis pro Kubikzentimeter erreichen der Zielregion des Gehirns in den ersten sechs Minuten der Behandlung, eine Verringerung um 9.16 Prozent bei 24 Stunden, „das ist immer noch ziemlich beeindruckend, aber deutlich niedriger, betont die Bedeutung der Blut-Hirn-Schranke öffnen“, sagt Wojtek Lesniak, Ph. D., Direktor des radiometabolite Labor im Russell H. Morgan Department der Radiologie und der Radiologischen Wissenschaft an der Johns Hopkins University School of Medizin und ersten Autor auf der Studie.

Die Mäuse Erhalt der intravenösen bevacizumab zeigten sich keine Gehirn-Aufnahme über hintergrund-Niveaus in den Körper, unabhängig von der Blut-Hirn-Schranke status.

„Obwohl ein wenig mehr technisch anspruchsvoller als die übliche intravenöse Ansatz, der Grad der Verbesserung der Antikörper-Aufnahme in das Gehirn über die intra-arterielle Ansatz revolutionieren könnten Antikörper-basierten Immuntherapie für Neuroonkologie“, sagt Martin Pomper, M. D., Ph. D., Henry N. Wagner, Jr, Professor für Radiologie und Radiologische Wissenschaft in der Johns-Hopkins-Krankenhaus radiologische Abteilung und ein co-investigator der Studie.

Die Johns Hopkins-team warnt, dass mehr Forschung ist notwendig, um die Sicherheit dieses Verfahrens, aber Janowski sagt, dass mit der Magistrale zu liefern Medikamente direkt in das Gehirn könnte bieten den Vorteil der Begrenzung der Exposition des ganzen Körpers auf toxische anti-Krebs-Mittel.

In der Zukunft wollen die Forscher planen, sich zu bewegen in Richtung klinische versuche dieser Technik in den Menschen.

Nach Angaben der American Brain Tumor Association, brain-Tumoren beeinflussen, mehr als 700.000 Amerikaner. Der 120 verschiedene Arten von Hirntumoren, das Glioblastom gehört zu den bösartigsten, mit einer medianen überlebenszeit von 11-15 Monaten. Behandlungen für Glioblastom variieren, basierend auf die individuellen Bedürfnisse der Patienten und der Eigenschaften des Tumors. Behandlungsmöglichkeiten umfassen Häufig die chirurgische Entfernung des Tumors, die Medikamente hemmen das Wachstum neuer Blutgefäße, die den tumor ernähren, Strahlen-und Chemotherapie.

Andere Forscher an der Studie beteiligten gehören Chengyan Chu, Anna Jablonska und Yong Du, von der Johns Hopkins University School of Medicine.

Diese Forschung wurde finanziert durch das National Institute of Neurological Disorders and Stroke (R01NS091100, R21NS106436), Der Maryland Stem Cell Research Fund (3942) und das National Institute of Biomedical Imaging und Bioengineering (EB024495).