Hunter Coffman miał zaledwie dwa lata, kiedy został przyjęty do szpitala dziecięcego w Seattle na badanie mózgu. Wymiotował i miał trudności z utrzymaniem równowagi, siedzenia i chodzenia.
„Tej nocy znaleźli masę z tyłu mózgu Huntera” - mówi jego matka, Laura Coffman. Został zabrany na pilną operację mózgu. „Wszystko stało się bardzo, bardzo szybko”.
W wyniku nagłej operacji uwolniono płyn, co złagodziło objawy Huntera, ale potrzebował kolejnej, bardziej inwazyjnej operacji w celu usunięcia guza. To był 28 grudnia 2015 r., A druga operacja została zaplanowana na 30 grudnia.
Kilka lat temu - a nawet teraz - stan techniki dla tego rodzaju operacji oznaczał w zasadzie latanie na oślep. Chirurg zleci badanie MRI, zbada wyniki, a następnie użyje tego zdjęcia jako mapy mózgu pacjenta podczas operacji. Ale mózg nie jest jak układ międzystanowy. Jest trójwymiarowy, miękki i plastyczny, a kiedy zaczynasz go szturchać skalpelami, zmienia się jego kształt. Jest szary, podobnie jak guzy, które (w końcu) również składają się z tkanki mózgowej.
Co gorsza, konsekwencje błędu są poważne. Wyjmij za mało tkanki, a pacjent nadal ma raka. Wyjmij za dużo, a usuniesz części mózgu, które działają na wzrok, kontrolę motoryczną, zdolności poznawcze i cokolwiek innego.
Zespół naukowców z Fred Hutchinson Cancer Research Center, University of Washington i startup Blaze Bioscience stosują unikalne podejście do rozwiązania tego problemu: cząsteczki fluorescencyjne, przyłączone do naturalnie występujących toksyn, w tym jadu skorpiona, które przyczepiają się do raka i światła je w górze. Tak zwana farba nowotworowa przechodzi obecnie testy kliniczne. Zainspirowany swoim sukcesem Jim Olson, lekarz, który go wynalazł, wyobraził sobie wiele innych zastosowań podobnych technologii, od zwalczania innych nowotworów poprzez leczenie choroby Alzheimera po zapalenie stawów, i szybko pracuje, aby te zastosowania również stały się rzeczywistością.
Wszystko zależy od cząsteczek średniej wielkości, występujących w naturze, które mogą zajmować wyjątkową niszę w chemii organizmu. Wiedząc, że jad i inne neurotoksyny działają poprzez wiązanie się ze strukturami w mózgu, zespół eksperymentował z ekstraktem ze śmiercionośnego skorpiona zwanego Deathstalker.
Rak mózgu u dorosłych: obok przedoperacyjnego rezonansu magnetycznego i śródoperacyjnego obrazowania BLZ-100 metodą guza (Blaze Bioscience) „Tak naprawdę nie byłem od razu na pokładzie” - mówi Laura Coffman, matka Huntera. „Jedynymi słowami, które usłyszałem, był jad skorpiona i było to dla mnie bardzo trudne do zrozumienia”. Jeszcze większe znaczenie miała obawa, że jest to niesprawdzona technologia, część badania klinicznego fazy 1. Wiedziała, że błąd może sprawić, że Hunter będzie ślepy, lub ograniczyć go do wózka inwalidzkiego.
Ale ona się pojawiła. W ciągu zaledwie jednego dnia ona i jej mąż musieli zdecydować o przebiegu leczenia Huntera. Podczas gdy farba guza jest klasyfikowana jako lek, ponieważ jest wstrzykiwana pacjentowi, Amy Lee, chirurg w sprawie Huntera, określiła ją jako bardziej narzędzie, coś, czego użyłaby do pomocy w operacji, a nie na nowo. Coffmani zgodzili się, a Hunterowi podano dawkę dożylnie przed operacją.
Kiedy farba guza dostała się do krwiobiegu Huntera, trafiła do jego mózgu i do guza. Potem utknęło. Unikalną cechą Farby Guzowej, a zwłaszcza cząsteczki pochodzącej z jadu u podstawy, jest jej rozmiar i kształt. Jest to peptyd złożony w unikalny kształt, który wyszukuje raka i chwyta. Osadzając fluorescencyjną cząsteczkę w cząsteczce (zwaną chlorotoksyną), Olson i jego załoga byli w stanie rozjaśnić guzy w świetle lasera w podczerwieni. (Podczerwień jest niewidoczna dla oka, więc chirurdzy nadal muszą operować za pomocą ekranu, ale to powszechne, mówi Olson.)
Mięsak miękkich tkanek psów. Zdjęcie po lewej pokazuje fluorescencję farby przeciwnowotworowej BLZ-100, a zdjęcie po prawej to barwienie histologiczne (H&E), które pokazuje morfologię tkanki. (Blaze Bioscience) Wszystko to wynikało z dążenia Olsona do rozświetlenia guzów, ale ważniejszą innowacją może być sam peptyd. W połączeniu z barwnikiem Olson nazywa to „optide” - zoptymalizowanym peptydem. Barwnik nie jest jedyną rzeczą, którą był w stanie przywiązać do swoich opcji. Mogą to być nośniki do dostarczania leków, biorąc leki chemo bezpośrednio do guzów, a różne, ale podobne cząsteczki mogą zabierać innych jeźdźców do innych części ciała.
Kiedy Tumor Paint był gotowy ruszyć w kierunku rynku, Olson założył Blaze Bioscience, aby poprowadzić tę podróż. Potem jego laboratorium zwariowało, projektując lub wybierając dziesiątki tysięcy innych molekuł, które według nich mogą działać jako optyka, i używając specjalnie zbudowanego robota do sortowania ich wszystkich. Każda toksyna była potencjalnym kandydatem, nawet związek w słonecznikach, który chroni przed robakami. Umieszczają niektóre z tych cząsteczek u zwierząt, sprawdzają, dokąd idą i badają oparte na nich pomysły terapeutyczne.
„Naprawdę nasuwa się pytanie, w jaki sposób możemy wykorzystać plany natury, aby pomóc jak największej liczbie osób w ciągu najbliższych 50 lat?”, Mówi Olson. „To rodzaj zabawy, czysto naukowej strony rzeczy. Zastanawiam się, co stworzyła tutaj natura i ewolucja, a potem, kiedy się tego dowiesz, w jaki sposób możemy na tym opierać się, aby działał on na ludzi?
Ale to bardziej długoterminowe rzeczy na etapie odkrywania narkotyków. Tymczasem Blaze Bioscience prowadzi prace nad farbą nowotworową i rozmawia z FDA na temat projektu przyszłych prób. Operacja Huntera była częścią próby bezpieczeństwa, w której dotychczas wzięło udział 15 pacjentów pediatrycznych; następne są testy skuteczności.
Hunter jest tylko jednym pacjentem, ale jak dotąd jego powrót do zdrowia jest zachęcający. Lee wyciął guz, z wyjątkiem cienkiej pochwy, która przykryła jego pień mózgu. Potem przeszedł miesiące chemioterapii i radioterapii, a teraz jest na terapii fizycznej i zajęciowej, uczy się, rośnie i zachowuje się jak normalny trzylatek.
„Naprawdę dobrze jest obserwować, jak rośnie i stara się być osobą, którą leczenie i operacje mogłyby by zmienić”, mówi Coffman.
