अंतिम चरण के कैंसर वाले मरीजों को अक्सर विभिन्न प्रकार के उपचार के कई दौर सहने पड़ते हैं, जिससे अवांछित दुष्प्रभाव हो सकते हैं और हमेशा मदद नहीं मिल सकती है।
उन रोगियों के लिए उपचार के विकल्पों का विस्तार करने की उम्मीद में, एमआईटी शोधकर्ताओं ने छोटे कणों को डिजाइन किया है जिन्हें ट्यूमर साइट पर प्रत्यारोपित किया जा सकता है, जहां वे दो प्रकार की चिकित्सा प्रदान करते हैं: गर्मी और कीमोथेरेपी।
यह दृष्टिकोण उन दुष्प्रभावों से बच सकता है जो अक्सर तब होते हैं जब कीमोथेरेपी अंतःशिरा रूप से दी जाती है, और दो उपचारों का सहक्रियात्मक प्रभाव एक समय में एक उपचार देने की तुलना में रोगी के जीवनकाल को लंबा कर सकता है। चूहों के एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि इस थेरेपी ने अधिकांश जानवरों में ट्यूमर को पूरी तरह से खत्म कर दिया और उनके जीवित रहने को काफी लंबा कर दिया।
एमआईटी के कोच इंस्टीट्यूट फॉर इंटीग्रेटिव कैंसर रिसर्च की प्रमुख अन्वेषक एना जैक्लेनेक कहती हैं, “एक उदाहरण जहां यह विशेष तकनीक उपयोगी हो सकती है, वह वास्तव में तेजी से बढ़ने वाले ट्यूमर के विकास को नियंत्रित करने की कोशिश करना है।” “लक्ष्य उन रोगियों के लिए इन ट्यूमर पर कुछ नियंत्रण हासिल करना होगा जिनके पास वास्तव में बहुत सारे विकल्प नहीं हैं, और यह या तो उनके जीवन को लम्बा खींच सकता है या कम से कम इस अवधि के दौरान उन्हें जीवन की बेहतर गुणवत्ता प्रदान कर सकता है।”
जेकलेनेक नए अध्ययन के वरिष्ठ लेखकों में से एक हैं, उनके साथ एंजेला बेल्चर, जैविक इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के जेम्स मेसन क्राफ्ट्स प्रोफेसर और कोच इंस्टीट्यूट के सदस्य, और रॉबर्ट लैंगर, एमआईटी इंस्टीट्यूट के प्रोफेसर और सदस्य हैं। कोच संस्थान. एमआईटी की पूर्व पोस्टडॉक मारिया कनेली, पेपर की मुख्य लेखिका हैं, जो जर्नल में छपती है एसीएस नैनो.
दोहरी चिकित्सा
उन्नत ट्यूमर वाले मरीजों को आमतौर पर कीमोथेरेपी, सर्जरी और विकिरण सहित उपचार के संयोजन से गुजरना पड़ता है। फोटोथेरेपी एक नया उपचार है जिसमें कणों को प्रत्यारोपित करना या इंजेक्ट करना शामिल है जिन्हें बाहरी लेजर से गर्म किया जाता है, जिससे उनका तापमान इतना बढ़ जाता है कि वे अन्य ऊतकों को नुकसान पहुंचाए बिना आसपास के ट्यूमर कोशिकाओं को मार सकते हैं।
नैदानिक परीक्षणों में फोटोथेरेपी के वर्तमान तरीकों में सोने के नैनोकणों का उपयोग किया जाता है, जो निकट-अवरक्त प्रकाश के संपर्क में आने पर गर्मी उत्सर्जित करते हैं।
एमआईटी टीम फोटोथेरेपी और कीमोथेरेपी को एक साथ देने का एक तरीका खोजना चाहती थी, जिसके बारे में उनका मानना था कि इससे रोगी के लिए उपचार प्रक्रिया आसान हो जाएगी और इसका सहक्रियात्मक प्रभाव भी हो सकता है। उन्होंने फोटोथेरेप्यूटिक एजेंट के रूप में मोलिब्डेनम सल्फाइड नामक एक अकार्बनिक सामग्री का उपयोग करने का निर्णय लिया। यह सामग्री लेजर प्रकाश को बहुत कुशलता से गर्मी में परिवर्तित करती है, जिसका अर्थ है कि कम शक्ति वाले लेजर का उपयोग किया जा सकता है।
एक माइक्रोपार्टिकल बनाने के लिए जो इन दोनों उपचारों को प्रदान कर सकता है, शोधकर्ताओं ने मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड नैनोशीट्स को या तो डॉक्सोरूबिसिन, एक हाइड्रोफिलिक दवा, या वायलेसिन, एक हाइड्रोफोबिक दवा के साथ जोड़ा। कण बनाने के लिए, मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड और कीमोथेराप्यूटिक को पॉलीकैप्रोलैक्टोन नामक पॉलिमर के साथ मिलाया जाता है और फिर एक फिल्म में सुखाया जाता है जिसे विभिन्न आकार और आकार के माइक्रोपार्टिकल्स में दबाया जा सकता है।
इस अध्ययन के लिए शोधकर्ताओं ने 200 माइक्रोमीटर की चौड़ाई वाले घन कण बनाए। एक बार ट्यूमर वाली जगह पर इंजेक्ट करने के बाद, कण पूरे उपचार के दौरान वहीं बने रहते हैं। प्रत्येक उपचार चक्र के दौरान, कणों को गर्म करने के लिए एक बाहरी निकट-अवरक्त लेजर का उपयोग किया जाता है। यह लेजर ऊतक पर स्थानीय प्रभाव के साथ कुछ मिलीमीटर से सेंटीमीटर की गहराई तक प्रवेश कर सकता है।
कनेली कहते हैं, “इस प्लेटफ़ॉर्म का लाभ यह है कि यह मांग पर स्पंदित तरीके से कार्य कर सकता है।” “आप इसे एक बार इंट्राट्यूमोरल इंजेक्शन के माध्यम से प्रशासित करते हैं, और फिर एक बाहरी लेजर स्रोत का उपयोग करके आप प्लेटफ़ॉर्म को सक्रिय कर सकते हैं, दवा जारी कर सकते हैं, और साथ ही ट्यूमर कोशिकाओं के थर्मल एब्लेशन को प्राप्त कर सकते हैं।”
उपचार प्रोटोकॉल को अनुकूलित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने लेजर शक्ति, विकिरण समय और फोटोथेरेप्यूटिक एजेंट की एकाग्रता का पता लगाने के लिए मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग किया, जिससे सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त होंगे।
इससे उन्हें एक लेजर उपचार चक्र डिजाइन करने में मदद मिली जो लगभग तीन मिनट तक चलता है। उस दौरान, कणों को लगभग 50 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, जो ट्यूमर कोशिकाओं को मारने के लिए पर्याप्त गर्म होता है। इसके अलावा इस तापमान पर, कणों के भीतर का पॉलिमर मैट्रिक्स पिघलना शुरू हो जाता है, जिससे मैट्रिक्स के भीतर मौजूद कुछ कीमोथेरेपी दवा निकल जाती है।
“यह मशीन-लर्निंग-अनुकूलित लेजर प्रणाली वास्तव में हमें पल्सेटाइल, ऑन-डिमांड फोटोथर्मल थेरेपी के लिए निकट-अवरक्त प्रकाश की गहरी ऊतक पैठ का लाभ उठाकर कम खुराक, स्थानीयकृत कीमोथेरेपी तैनात करने की अनुमति देती है। इस सहक्रियात्मक प्रभाव के परिणामस्वरूप कम प्रणालीगत विषाक्तता होती है बेल्चर लैब में ब्रेक थ्रू कैंसर अनुसंधान वैज्ञानिक और पेपर के दूसरे लेखक, नीलकंठ बर्धन कहते हैं, पारंपरिक कीमोथेरेपी नियम।
ट्यूमर को खत्म करना
शोधकर्ताओं ने चूहों में माइक्रोपार्टिकल उपचार का परीक्षण किया, जिन्हें ट्रिपल-नेगेटिव स्तन ट्यूमर से आक्रामक प्रकार की कैंसर कोशिकाओं को इंजेक्ट किया गया था। एक बार ट्यूमर बनने के बाद, शोधकर्ताओं ने प्रति ट्यूमर लगभग 25 माइक्रोपार्टिकल्स प्रत्यारोपित किए, और फिर प्रत्येक उपचार के बीच तीन दिनों के अंतराल के साथ, तीन बार लेजर उपचार किया।
“यह निकट-अवरक्त-उत्तरदायी सामग्री प्रणालियों की उपयोगिता का एक शक्तिशाली प्रदर्शन है,” बेल्चर कहते हैं, जो बर्धन के साथ, पहले डिम्बग्रंथि के कैंसर में निदान और उपचार अनुप्रयोगों के लिए निकट-अवरक्त इमेजिंग सिस्टम पर काम कर चुके हैं। “कण इंजेक्शन की केवल एक खुराक के बाद, प्रकाश के साथ समयबद्ध अंतराल पर दवा की रिहाई को नियंत्रित करना, कम दर्दनाक उपचार विकल्पों के लिए एक गेम चेंजर है और इससे बेहतर रोगी अनुपालन हो सकता है।”
जिन चूहों को यह उपचार मिला, उनमें ट्यूमर पूरी तरह से ख़त्म हो गए, और वे चूहे उन चूहों की तुलना में अधिक समय तक जीवित रहे जिन्हें अकेले कीमोथेरेपी या फोटोथेरेपी दी गई थी, या कोई उपचार नहीं दिया गया था। जिन चूहों को सभी तीन उपचार चक्रों से गुजरना पड़ा, उनका प्रदर्शन उन चूहों की तुलना में काफी बेहतर रहा, जिन्हें सिर्फ एक लेजर उपचार मिला था।
कणों को बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला पॉलिमर जैव-संगत है और चिकित्सा उपकरणों के लिए पहले से ही एफडीए-अनुमोदित है। शोधकर्ताओं को अब बड़े पशु मॉडल में कणों का परीक्षण करने की उम्मीद है, जिसका लक्ष्य अंततः नैदानिक परीक्षणों में उनका मूल्यांकन करना है। उन्हें उम्मीद है कि यह उपचार मेटास्टैटिक ट्यूमर सहित किसी भी प्रकार के ठोस ट्यूमर के लिए उपयोगी हो सकता है।
