दूरी पर प्रतिरक्षा क्रिया | एमआईटी समाचार

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अधिकांश प्रकार के मेटास्टैटिक कैंसर के लिए, कोई विश्वसनीय रूप से प्रभावी उपचार नहीं है। उपचार ट्यूमर के विकास को धीमा कर सकता है, लेकिन यह उन्हें ख़त्म नहीं करेगा। हालाँकि, कभी-कभी, एक ही स्थान पर ट्यूमर का इलाज करने से शरीर में कहीं और अनुपचारित ट्यूमर सिकुड़ जाते हैं या पूरी तरह से वापस आ जाते हैं – एक नाटकीय लेकिन अत्यंत दुर्लभ घटना जिसे एस्कोपल प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

कैंसर शोधकर्ताओं ने डिज़ाइन द्वारा एब्सकोपल प्रभाव को प्रेरित करने के तरीके खोजे हैं। ऐसा माना जाता है कि एब्सकोपल प्रभाव तब होता है जब मृत या क्षतिग्रस्त ट्यूमर कोशिकाएं एंटीजन छोड़ती हैं जो कुछ प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाओं को अन्य और दूर के कैंसर कोशिकाओं को पहचानने और उन पर हमला करने के लिए सिखाती हैं। अनिवार्य रूप से, उपचारित ट्यूमर एक व्यक्तिगत कैंसर वैक्सीन की तरह व्यवहार करता है जो मेटास्टेसाइज्ड ट्यूमर पर हमला करने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को ट्रिगर करता है। कैंसर इम्यूनोएडजुवेंट्स का आगमन, जो ट्यूमर-लक्षित प्रतिरक्षा कोशिकाओं की गतिविधि को बढ़ाता है और बनाए रखता है, कम से कम प्रयोगशाला सेटिंग में, एब्सकोपल प्रभाव को अनलॉक करने की कुंजी है।

क्लिनिक में, सफलता अधिक मायावी साबित हुई है। क्योंकि रक्तप्रवाह के माध्यम से प्रशासित होने पर इम्यूनोथेरेपी गंभीर विषाक्तता का कारण बन सकती है, इसे सीधे ट्यूमर तक पहुंचाया जाना चाहिए – अक्सर इंजेक्शन द्वारा। चिकित्सकों के लिए ट्यूमर पर सटीक इंजेक्शन लगाना मुश्किल है और डिलीवरी की पुष्टि करना असंभव है। एक बार इंजेक्शन लगाने के बाद, इम्यूनोस्टिम्युलेटरी दवाएं ट्यूमर से तेजी से बाहर निकल जाती हैं, इससे पहले कि उन्हें पूर्ण प्रभाव लेने का मौका मिले।

एमआईटी शोधकर्ताओं ने, मास जनरल ब्रिघम के सहयोगियों के साथ, एक पॉलिमर जेल वितरण प्रणाली विकसित की है जो एब्सकोपल प्रभाव के वादे को क्लिनिक में अनुवाद करने में मदद कर सकती है। सीटी स्कैनर या अल्ट्रासाउंड से दिखाई देने वाला जेल, इंजेक्शन के बाद जम जाता है, जहां यह नियंत्रित दर पर दवाएं छोड़ने के लिए ट्यूमर में रहता है।

में प्रकाशित एक अध्ययन में उन्नत स्वास्थ्य देखभाल सामग्रीटीम ने कोलन और स्तन कैंसर के दोहरे ट्यूमर माउस मॉडल के लिए चेकपॉइंट नाकाबंदी थेरेपी के संयोजन में प्रतिरक्षा-उत्तेजक दवा इमीकिमॉड वितरित की, जिससे उपचारित और अनुपचारित दोनों ट्यूमर में बेहतर अस्तित्व के साथ-साथ ट्यूमर प्रतिगमन भी देखा गया।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग में कार्ल वान टैसल कैरियर डेवलपमेंट प्रोफेसर और संस्थान के सदस्य, अध्ययन के वरिष्ठ लेखक जियोवानी ट्रैवर्सो कहते हैं, “यह क्षेत्र पिछले 15 वर्षों से एपिस्कोपल प्रभाव की ‘पवित्र कब्र’ की खोज कर रहा है।” एमआईटी में कोच इंस्टीट्यूट फॉर इंटीग्रेटिव कैंसर रिसर्च। “अब, दवा-वितरण सामग्री को क्लिनिक के लिए बेहतर रूप से अनुकूलित करने के साथ, यह पहुंच के भीतर हो सकता है।”

ट्रैवर्सो के सह-वरिष्ठ लेखक उमर महमूद हैं, जो सेंटर फॉर प्रिसिजन इमेजिंग के निदेशक और मैसाचुसेट्स जनरल हॉस्पिटल (एमजीएच) में न्यूक्लियर मेडिसिन और आणविक इमेजिंग डिवीजन के प्रमुख हैं। अविक सोम, एमजीएच में इंटरवेंशनल और डायग्नोस्टिक रेडियोलॉजी रेजिडेंट; जान-जॉर्ज रोसेनबूम, कोच इंस्टीट्यूट में लैंगर और ट्रैवर्सो लैब में वरिष्ठ पोस्टडॉक; और सेंटर फॉर इमेज-गाइडेड कैंसर थेरेपी के निदेशक और हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में सहायक प्रोफेसर एरिक वेहरनबर्ग-क्ली, सह-प्रमुख लेखक हैं। रॉबर्ट लैंगर, डेविड एच. कोच इंस्टीट्यूट के प्रोफेसर, अध्ययन के लेखक भी हैं।

समस्या की परिभाषा

एमजीएच में, चिकित्सकों ने पाया कि क्रायोएब्लेशन नामक प्रक्रिया से गुजरने के बाद या बाद में इम्यूनोथेरेपी के इंट्राट्यूमोरल इंजेक्शन के साथ इलाज किए गए 18 रोगियों ने मेटास्टैटिक मेलेनोमा वाले एक रोगी में लगातार एब्सस्कोपल प्रभाव दिखाया। क्रायोएब्लेशन में, ट्यूमर को ठंडी गैस से इंजेक्ट किया जाता है और फिर ट्यूमर के लिए सिस्टम-व्यापी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करने की आशा से पिघलाया जाता है।

अवलोकन अधिक रोगियों के लिए एब्सकोपल प्रभाव प्राप्त करने के एक आशाजनक तरीके की ओर इशारा करता है, लेकिन क्लिनिक में इंट्राट्यूमोरल इंजेक्शन की कुछ वास्तविकताओं को संबोधित करने के लिए एक नए उपकरण की आवश्यकता थी। चिकित्सकों के लिए इंट्राट्यूमोरल इंजेक्शन देने में कठिनाइयों के अलावा, ये उपचार मरीजों के लिए महंगे और अव्यवहारिक हैं। क्योंकि ट्यूमर लंबे समय तक इम्यूनोथेरेपी को बरकरार नहीं रख सकते हैं, मरीजों को कई दिनों तक – बेहोश करने की क्रिया के साथ – बार-बार इंजेक्शन की आवश्यकता होती है। चिकित्सकों ने मदद के लिए नदी पार अपने एमआईटी सहयोगियों की ओर देखा।

“मेरे क्लिनिकल सहकर्मी इस बहुत ही दिलचस्प समस्या के साथ हमारे पास आए, इसलिए हमने सोचा, हम इसे अपने रासायनिक इंजीनियरिंग परिप्रेक्ष्य से कैसे हल कर सकते हैं?” रोसेनबूम कहते हैं।

अंतःविषय टीम ने निर्धारित किया कि इंजेक्शन के दौरान इंजेक्शन वाली सामग्री को कमरे के तापमान पर तरल होना चाहिए, और फिर रिसाव को रोकने के लिए ट्यूमर के अंदर एक बार जम जाना चाहिए। इष्टतम दवा वितरण के लिए, जेल को थोड़ी मात्रा में दवा की उच्च सांद्रता ले जाने की आवश्यकता होगी और फिर कई दिनों तक नियंत्रित तरीके से अपना पेलोड जारी करना होगा। टीम ने एक आयोडीन युक्त और चिकित्सकीय रूप से अनुमोदित कंट्रास्ट एजेंट जोड़ने की योजना बनाई ताकि यह सीटी स्कैन के साथ दिखाई दे ताकि चिकित्सकों को यह पुष्टि करने में मदद मिल सके कि उन्होंने सामग्री को सफलतापूर्वक इंजेक्ट किया है। क्लिनिक तक प्लेटफ़ॉर्म के मार्ग को सुचारू बनाने में मदद करने के लिए, जेल को सुरक्षित और जैव-संगत होना चाहिए और इसके द्वारा पहुंचाई जाने वाली इम्यूनोथेरेपी की प्रभावकारिता सिद्ध होनी चाहिए।

“एक रेडियोलॉजिस्ट के रूप में, मैं सीटी या अल्ट्रासाउंड के तहत ट्यूमर देख सकता हूं, लेकिन मैं उन दवाओं को नहीं देख सकता जो वे मुझसे इंजेक्ट करने के लिए कहते हैं!” सोम कहते हैं. “यही कारण है कि हमने एक आशाजनक इम्यूनोएडजुवेंट के लिए एक फॉर्मूलेशन तैयार किया है जिसे दोनों तौर-तरीकों द्वारा छवि-निर्देशित किया जा सकता है। उम्मीद है कि इस मंच को वैयक्तिकृत कैंसर टीकों के विशाल वादे का एहसास होना चाहिए।

वेहेनबर्ग-क्ली कहते हैं, “नई इंट्राटूमोरल इम्युनोथैरेपी विकसित करते समय, ट्यूमर के वितरण की पुष्टि करने में सक्षम होना एक महत्वपूर्ण मोड़ है।” इंट्राट्यूमोरल इम्यूनोथेरेपी इस धारणा पर निर्भर करती है कि आप ट्यूमर का इलाज कर रहे हैं, लेकिन हमारा नैदानिक ​​अनुभव बताता है कि यह हमेशा सच नहीं हो सकता है। यदि हम देख सकें कि हमने क्या इंजेक्ट किया है, तो हम उस चिंता को खत्म कर सकते हैं।

रोसेनबूम कहते हैं, “इंजीनियरों के रूप में, हमें इस समस्या को हल करने की ज़रूरत थी कि इंजेक्टेबिलिटी, शरीर के तापमान पर दृढ़ता, लंबे समय तक दवा जारी करने और दृश्यता प्राप्त करने के लिए पॉलिमर फॉर्मूलेशन को कैसे ट्यून किया जाए, जब ये गुण एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं।” , “रोसेनबूम कहते हैं। . “हमें यह पता लगाने में लगभग चार साल लग गए।”

समाधान जैल

कई पॉलिमर की जांच करने के बाद, शोधकर्ताओं ने पाया कि पीएलजीए-पीईजी-पीएलजीए नामक तीन-भाग वाला पॉलिमर उन्हें अपने प्लेटफ़ॉर्म के लिए आवश्यक कुछ प्रतिस्पर्धी सुविधाओं को संतुलित करने में मदद करेगा। पॉलिमर थर्मोसेंसिव होते हैं। इसके आणविक भार (आकार) में थोड़े से बदलाव के साथ, यह इंजेक्शन के दौरान कमरे के तापमान के तरल पदार्थ और ट्यूमर के गर्म वातावरण में अधिक चिपचिपा हो सकता है।

पॉलिमर भी एम्फीफिलिक है, एक पीईजी ब्लॉक जो पानी की ओर आकर्षित होता है और दो पीएलजीए ब्लॉक जो पानी को पीछे खींचते हैं, इसलिए यह हाइड्रोफोबिक दवा के चारों ओर एक नैनोकण बनाता है। इसके एम्फ़िफ़िलिक गुण इसके दवा-रिलीज़ व्यवहार की सटीक ट्यूनिंग की अनुमति देते हैं: पीएलजीए ब्लॉक जितना अधिक हाइड्रोफोबिक होगा, रिलीज़ उतना ही धीमा होगा। इस फॉर्मूलेशन ने चार से पांच दिनों में दवा को धीमी गति से जारी करने की अनुमति दी, एक समय सीमा जिसे पहले दैनिक इंजेक्शन लगाने पर प्रभावी बताया गया था।

एक प्रकार की कीमोथेरेपी, पैक्लिटैक्सेल देने के लिए क्लिनिकल परीक्षणों में पॉलिमर के एक समान संस्करण का पहले ही अध्ययन किया जा चुका है। हालाँकि, इस परिदृश्य में, जेल इमीकिमॉड का परिवहन करेगा, जो पहले से ही खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) द्वारा अनुमोदित एक इम्यूनोथेरेपी है जिसका उपयोग आमतौर पर बेसल सेल कार्सिनोमा के इलाज के लिए स्थानीय स्तर पर किया जाता है।

एक बार जब जेल को उनकी जरूरतों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया, तो टीम ने इसे कोलन और स्तन कैंसर के माउस मॉडल में परीक्षण किया जो आमतौर पर इम्यूनोथेरेपी के प्रति प्रतिरोधी होते हैं। उन्होंने चेकपॉइंट नाकाबंदी थेरेपी नामक एक प्रकार की इम्यूनोथेरेपी के संयोजन में, इमीकिमॉड वितरित करने के लिए मंच का उपयोग किया। प्रत्येक चूहे में एक ही प्रकार के दो ट्यूमर थे, लेकिन केवल एक ट्यूमर का इलाज किया गया। यदि दोनों ट्यूमर वापस आ जाते हैं, तो शोधकर्ता पुष्टि कर सकते हैं कि उनका प्लेटफ़ॉर्म ट्यूमर के लिए सिस्टम-व्यापी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न कर सकता है – एब्सस्कोपल प्रभाव।

कुल मिलाकर, चेकपॉइंट नाकाबंदी थेरेपी और इंट्राट्यूमोरली डिलीवर किए गए इमीकिमॉड के संयोजन से कोलन और स्तन कैंसर दोनों मॉडलों में जीवित रहने में सुधार हुआ। उपचार के परिणामस्वरूप सभी या कोई भी प्रतिक्रिया नहीं हुई, उपचार के प्रति प्रतिक्रिया देने वाले चूहों में उपचारित और अनुपचारित दोनों ट्यूमर के पूर्ण प्रतिगमन के साथ। गैर-उत्तरदाताओं के लिए, कोई ट्यूमर प्रतिगमन नहीं था। शोधकर्ताओं ने उपचारित ट्यूमर के क्रायोएब्लेशन के साथ और उसके बिना जेल-डिलीवर किए गए इमीकिमॉड और चेकपॉइंट नाकाबंदी थेरेपी का भी परीक्षण किया और पाया कि दोनों दृष्टिकोणों से समान परिणाम मिले।

चूँकि प्लेटफ़ॉर्म पहले से ही स्वीकृत दवा वितरित करने के लिए सुरक्षित सामग्रियों से बनाया गया है, टीम को उम्मीद है कि FDA अनुमोदन का मार्ग पूरी तरह से नए प्लेटफ़ॉर्म और थेरेपी की तुलना में काफी छोटा होगा। टीम अन्य ट्यूमर प्रकारों के इलाज और अन्य उपचार प्रदान करने के लिए मंच को अनुकूलित करने के लिए उद्योग भागीदारों के साथ भी काम कर रही है।

इस अध्ययन को आंशिक रूप से फिलिप्स आरएसएनए रिसर्च अवार्ड, श्लेगर रिसर्च फेलोशिप, कोच इंस्टीट्यूट के लुडविग सेंटर और बोस्टन साइंटिफिक, एमआईटी देशपांडे सेंटर फॉर टेक्नोलॉजिकल इनोवेशन और नेशनल कैंसर इंस्टीट्यूट से पोस्टडॉक्टरल फेलोशिप द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

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