Chemotherapie - Photoimmune Discoveries

Chemotherapie, een belangrijke behandelingsmethode tegen kanker berust op toediening van stoffen die meestal celdodend (cytotoxisch) werken. Wanneer deze geneesmiddelen worden toegediend, werken ze rechtstreeks in op tumorcellen in elk orgaan van het menselijk lichaam. Chemotherapie wordt vaak gecombineerd met bestraling en chirurgische behandeling, als zijnde de gebruikelijke werkwijzen van kankerbehandeling. De toepassing van chemotherapie moet worden beperkt om een aantal redenen. Ten eerste omdat het metabolisme van het chemo medicijn gelijk is in zieke als gezonde cellen. Het middel beschadigt beiden tegelijk en deze giftige bijwerkingen zijn normaal. Ten tweede zijn de kwaadaardige cellen dikwijls gedeeltelijk of volledig bestand tegen bepaalde chemotherapieën. Dergelijke chemoresistentie kan worden overwonnen door het combineren van verschillende geneesmiddelen met verschillende werkingsmechanismen, waardoor verbetering van het algehele therapeutische effect optreedt. Niettemin kunnen sommige tumoren resistent worden tegen meerdere geneesmiddelen. Een andere strategie van omgaan met resistentie is om hogere doses van de medicijnen toe te dienen. Uiteraard leidt dit tot verhoogde toxiciteit, vooral in het beenmerg. Wanneer het beenmerg is beschadigd worden er minder bloedcellen aangemaakt en daarmee de werking van het immuunsysteem beperkt.

Toedienen van Chemotherapie

Chemotherapie wordt meestal toegepast wanneer de primaire tumor operatief is verwijderd. Er kunnen kwaadaardige cellen in het bloed zijn achtergebleven, hetzij dicht bij de tumor of op afstand ergens in het lichaam. Deze benadering heet adjuvante chemotherapie en wordt gewoonlijk gebruikt voor de behandeling van kwaadaardige aandoeningen zoals borstkanker, darmkanker en kanker bij kinderen. Er zijn verschillende manieren van toedienen van chemo therapeutische geneesmiddelen. Een daarvan is intraveneuze of onderhuidse injecties. Veel eenvoudiger is inname van de geneesmiddelen in vloeibare- of tabletvorm. Dit maakt de behandeling op ambulante grondslag mogelijk maar is inferieur aan injecties ter bepaling van de geabsorbeerde dosis van de geneesmiddelen. Meestal wordt chemotherapie toegediend via een katheter. De katheter is een buisje dat direct in een grote ader wordt geplaatst voor de toediening van chemotherapeutische geneesmiddelen in de bloedstroom. Het totale aantal chemokuren varieert gewoonlijk van vier tot acht. Deze behandeling moet worden uitgevoerd onder streng medisch toezicht op zowel ambulante- als ziekenhuisverpleging. Bij langdurende kuren, kan de katheter worden aangesloten op een pompje, dat aan de riem is bevestigd of wordt gedragen in een zak; de pomp kan de medicijnen toedienen op een 24-uurs basis.

Toxische bijwerkingen van chemotherapie

Chemotherapie gaat gepaard met verschillende bijwerkingen, de meest voorkomende daarvan zijn vermoeidheid, misselijkheid, braken, haarverlies en beenmergvergiftiging. De aanvallen van misselijkheid en braken kunnen worden behandeld met verschillende anti-braakmiddelen. Intensieve haaruitval kan worden voorkomen door elk half uur de schedel te koelen, om beschadiging van de haarzakjes met cytostatica te voorkomen. Beenmergschade met chemotherapie kan leiden tot:

Bloedarmoede als gevolg van een tekort aan rode bloedcellen
Bloedingen en bloeduitstortingen als gevolg van bloedplaatjes deficiëntie
Vatbaarheid voor infecties als gevolg van de afname van het aantal witte bloedcellen (lymfocyten, immuuncellen).

Het is daarom noodzakelijk om het bloedprofiel van de patiënt te bewaken gedurende de duur van de chemotherapie. Bloedtransfusies kunnen nodig zijn als de toestand van de patiënt verslechtert. Chemotherapie kan soms gepaard gaan met diarree en, minder vaak, met constipatie. Als de diarree ernstig wordt, zal de arts meestal adviseren tijdelijk te stoppen met de kuur of de dosering te verminderen. Sommige cytostatica kunnen van negatieve invloed zijn op de mannelijke vruchtbaarheid en vrouwelijke ovulatie, hetgeen leidt tot ofwel kortstondige of permanente onvruchtbaarheid. Antikankergeneesmiddelen kunnen ook schade toebrengen aan de hersenen, lever en nieren. In het geval van nierbeschadiging (afsterven van nierweefsel), moet chemotherapie worden uitgevoerd onder strikte controle van de nierfunctie, en moet eventueel diuretica worden toegediend. Sommige chemokuren belemmeren de werking van de onderste urinewegen hetgeen patiënten blootstelt aan cystitis (blaasontsteking). Langdurige en intensieve chemotherapie kan hartfalen met zich mee brengen. Dit risico wordt verhoogd als de patiënt bestraling op de borst krijgt. Normaliter zullen speciale geneesmiddelen worden toegediend om de cardiale toxiciteit van sommige chemokuren te voorkomen. Tenslotte bestaat er nog de angst dat bepaalde chemo middelen na zekere tijd kanker veroorzaken of bevorderen. Dergelijke chemo-geïnduceerde kanker kan ontstaan bij een klein percentage van de patiënten. Deze nieuwe kankers verwacht men pas na meer dan 10 jaar na chemotherapie.

PDT om chemotherapie te verbeteren

Medische wetenschappers zijn geïnteresseerd in manieren om chemotherapie behandelingen te verbeteren of versterken, omdat dit tot minder behandelingscycli en verminderde toxiciteit kan leiden. Het is te hopen dat het vinden van minder toxische, meer immuun-ondersteunende behandelingen kan helpen om vele levens te redden. Van Photodynamische therapie of PDT, is bekend dat deze in synergie werkt met een aantal chemo-medicijnen waardoor die effectiever zijn terwijl toxische bijwerking sterk vermindert. In een recent experiment gebruikten wetenschappers van de National Research Center in Caïro, Egypte, de photosensitizer voorloper genaamd 5-aminolevulinezuur (ALA). Deze natuurlijke substantie wordt gemetaboliseerd tot protoporfyrine IX (PpIX), die bij voorkeur ophoopt in tumorcellen, wat resulteert in de vernietiging bij blootstelling aan zichtbaar licht. Eén van de chemotherapie geneesmiddelen die vaak gebruikt wordt om eierstokkanker (alsook metastatische borstkanker) te behandelen is Doxil® een nano-formulering van het geneesmiddel doxorubicine. Het Cairo onderzoek toont aan dat ALA / PDT een synergetisch effect heeft tegen borstkankercellen wanneer deze worden gecombineerd met lage doseringen van Doxil chemotherapie, zoals gerapporteerd in het juni 2014 nummer van Photodiagnosis and Photodynamic Therapy.

Chemotherapie combineren met PDT tegen longkanker

Longkanker is afgezien van huidkanker de meest voorkomende kanker wereldwijd gediagnosticeerd. Ongeveer één op de vijf sterfgevallen aan kanker, zowel in Europa als wereldwijd, is te wijten aan longkanker. Longkanker was één van de eerste aandoeningen waarbij PDT werd toegepast in de vroege jaren tachtig. In eerste instantie kregen alleen patiënten met gevorderde inoperabele longkanker en met grote obstakels in de luchtwegen (bronchiale passages) de nieuwe op licht gebaseerde behandeling. Het primaire doel was de verlichting van de luchtweg obstructie en vermindering van de symptomen. In de afgelopen decennia werden de behandelingen omvangrijker en oncologen zijn PDT gaan accepteren als reële optie voor de behandeling van verschillende soorten longkanker. Als het gaat om longkanker, dan is PDT vooral effectief tegen kwaadaardige tumoren in het bronchopulmonale gebied of in het centrum van de luchtwegen. Deze worden ook aangemerkt als bronchogenic carcinomen of centrale longkanker. De resultaten zijn zeer gunstig voor een vroeg stadium van squameuze-cel longkankers in dit centrale gebied van de longen. Wetenschappers van First Pavlov State Medical University in Sint-Petersburg, Rusland, meldden onlangs de bevindingen van een gerandomiseerd klinisch onderzoek waarin ze de effectiviteit en veiligheid hebben onderzocht van neoadjuvante PDT met chemotherapie. Tevens is de mogelijkheid onderzocht van verdere chirurgie voor lokaal gevorderde niet-kleincellige longkanker (NSCLC =non-small cell lung cancer). De term neoadjuvante betekent dat de behandelingen werden gegeven alvorens te opereren, teneinde de kans op een succesvolle operatie te verbeteren. Aan het onderzoek namen longkankerpatiënten deel, die in eerste instantie niet in aanmerking kwamen voor een operatie. Later kwamen zij alsnog in aanmerking voor een operatie na neoadjuvante chemotherapie en PDT. In deze random studie werden patiënten met stadium IIIA en IIIB van centrale NSCLC om ofwel neoadjuvante chemotherapie en endobronchiale PDT te ontvangen of alleen chemotherapie gevolgd door chirurgie. PDT werd toegepast met photosensitizer chloor E6 en laserlicht gevolgd door drie chemokuren. Het succes van de chirurgische behandelingen was significant hoger bij patiënten die PDT hadden gekregen dan bij degenen die geen PDT hadden ontvangen. Uit dit klinisch onderzoek blijkt “dat neoadjuvante PDT samen met chemotherapie effectief is en veilig. Deze therapie is goed toe te passen bij te opereren patiënten in fase III van centraal NSCLC om volledige verwijdering van de kankercellen te optimaliseren “, zoals gerapporteerd in de online pre-print in de 3 april 2014 uitgave van Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. Kanker stamcellen doelgericht bestrijden met PDT Overtuigend wetenschappelijk onderzoek geeft aan dat een groep biologisch unieke cellen, genaamd kanker stamcellen (CSC’s – cancer stem cells), in de meeste tumoren zitten en dat deze verantwoordelijk zijn voor tumorgroei, progressie, metastase, en zelfs terugval. Deze unieke sub-populatie van kwaadaardige cellen overleeft meestal zowel chemotherapie als radiotherapie, en planten het zaad voor een tumor recidive. Tevens mist chirurgie meestal sommige kankercellen, en men denkt dat deze CSC’s die overleven na de operatie, degenen zijn die uiteindelijk een dodelijke terugval veroorzaken. Doordat ons begrip van CSC’s is verbeterd, is veel onderzoek gericht op therapeutische strategieën die zich richten op deze cellen. Photodynamische therapie ofwel PDT, is een veelbelovende curatieve behandeling voor verschillende soorten van kanker. Deze therapie omvat de overdracht van energie uit de aangeslagen photosensitizer (licht gevoelige stof) . De photosensitizer wordt geactiveerd met licht van een specifieke bijpassende golflengte. Deze energie wordt doorgegeven aan zuurstofmoleculen die op hun beurt de kwaadaardige cellen helpen vernietigen. Twee recent gevonden toepassingen op dit gebied:

Hoofd- en nekkanker zijn notoir resistent tegen chemotherapie. Door toediening van PDT werden deze sterk tumorbevorderende stamcellen in hoofd-hals kanker gevoelig voor conventionele chemotherapie. De onderzoekers concludeerden dat, door het specifieke vermogen om CSC’s te elimineren, PDT kan dienen als een krachtige aanvulling op chemotherapie tegen hoofd- en nekkanker, zoals gerapporteerd in het 24 januari 2014 nummer van PLoS One.
De inkapseling van photosensitizer methyleenblauw, in alginaat voorkomende nanodeeltjes, kan de photodynamische reactie verbeteren. Ingekapselde nanodeeltjes methyleenblauw zijn in staat om kanker stamcellen (CSC’s) te elimineren onder zuurstofarme omstandigheden. Dit is een belangrijk doel van de huidige kankertherapie, zoals vermeld in het 25 juli 2014 nummer van Molecular Pharmacology.

Deze twee belangrijke rapporten geven aan dat kankertherapie evolueert in manieren om doelgericht CSC’s aan te vallen, een populatie van kankercellen die sterk de effectiviteit beperkt van chemotherapie, radiotherapie en chirurgie. Als photodynamische methoden hun effect blijvend laten zien tegen deze weerbarstige celpopulatie, kan er een dag komen waarop conventionele behandeling als zinloos wordt beschouwd zonder de toevoeging van deze op licht gebaseerde behandelingsmethode . Steun verder onderzoek door het kopen van The Medicine of Light evenals ebooks uit de Photoimmune Discoveries eBook Series.