IRE στην αντιμετώπιση Όγκων της κοιλίας (Μη Θερμική Καταστροφή (Μη Αναστρέψιμη Ηλεκτροπόρωση, IRE)

IRE Μη αναστρέψιμη ηλεκτροπόρωση

Η μη αναστρέψιμη ηλεκτροπόρωση (IRE) αποτελεί μια καινοτόμο μέθοδο καταστροφής των όγκων. Στη μέθοδο IRE ένα σύντομο αλλά δυνατό ηλεκτρικό πεδίο μεγαλύτερο από 0,5 V/nm105 (1,500-3,000 volts) εφαρμόζεται στη στοχευμένη περιοχή και προκαλεί μέσω δημιουργίας πόρων τελικά καταστροφή της κυτταρικής μεμβράνης και εν συνέχεια της κυτταρικής ομοιόστασης προκαλώντας το κυτταρικό θάνατο με το μηχανισμό της απόπτωσης και τελικά νέκρωση. Αυτή είναι η θεωρία πίσω από τον τρόπο δράσης της μεθόδου αν και φαίνεται ότι δεν συμμετέχει μόνο η απόπτωση στον κυτταρικό θάνατο.

Δηλαδή χρησιμοποιεί μη θερμική ηλεκτρική ενέργεια για να δημιουργήσει αμέτρητους μόνιμους νανοπόρους στη κυτταρική μεμβράνη προκειμένου να καταστρέψει το κύτταρο. Η καταστροφή της κυτταρικής ομοιόστασης οδηγεί στην απόπτωση οδηγώντας στη μόνιμη νέκρωση (κυτταρικό θάνατο) των καρκινικών κυττάρων. 

 

Τα πλεονεκτήματα του κυτταρικού θανάτου που προκαλείται μέσω του IRE περιλαμβάνουν, την ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού και των φαγοκυττάρων τα οποία καθαρίζουν τα υπολείμματα της καταστροφής οδηγώντας σε γρήγορη ανάρρωση και αναγέννηση από κάποια όργανα, καθώς η απόπτωση είναι και αναγνωρίζεται από τον οργανισμό ως ένα φυσικό στάδιο του κυτταρικού κύκλου ζωής. 

 

Το IRE είναι Μη θερμική κυτταρική καταστροφή

Κατά την μη αναστρέψιμο ηλεκτροπόρωση (IRE) που είναι μια μη θερμική μέθοδος καταστροφής των όγκων, το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από την IRE στερείται θερμότητας και επομένως οδηγεί σε μη θερμική καταστροφή του κυττάρου. Η ενέργεια που διοχετεύεται από 2 τουλάχιστον καθετήρες-ηλεκτρόδια NanoKnife παράγει μια θερμοκρασία ιστού χαμηλότερη από 50°C. 

Διατήρηση ζωτικών δομών

Το μοναδικό χαρακτηριστικό της καταστροφής των όγκων με τη μέθοδο IRE, το οποίο την διαφοροποιεί από άλλες μεθόδους καταστροφής όγκων, είναι η δυνατότητα διαφύλαξης των ζωτικών δομών εντός της ζώνης καταστροφής. Το IRE επηρεάζει μόνο τη κυτταρική μεμβράνη και πολύ λιγότερο άλλες ιστικές δομές. Χρησιμοποιεί ένα μη θερμικό τρόπο δράσης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντιμετώπιση όγκων κοντά σε ζωτικές δομές όπως είναι η ουρήθρα, τα νεύρα, τα αγγεία προκαλώντας τη καταστροφή τους in-vivo. Οι δομές που αποτελούνται κυρίως από πρωτεΐνες όπως είναι ο χιτώνας των αγγείων και οι δομές κολλαγόνου δεν καταστρέφονται από την κατάλυση με IRE. Αντίθετα, όλες οι δομές των πρωτεϊνών και το DNA των κυττάρων μπορούν να καταστραφούν με τη χρήση των θερμικών μεθόδων καταστροφής. 

 

Απουσία φαινομένου απαγωγής θερμότητας εξαιτίας ροής αίματος (Heat Sink Effect)

Η μέθοδος IRE χρησιμοποιεί πολλαπλούς σύντομους ηλεκτρικούς παλμούς οι οποίοι αυξάνουν τη θεραπευτική αποτελεσματικότητα και μειώνουν τα θερμικά φαινόμενα επιτρέποντας τη πτώση θερμοκρασίας των ιστών και αποφεύγοντας θερμικές επιπτώσεις. Από τη στιγμή που η μέθοδος IRE είναι ανεξάρτητη από θερμότητα ή ψύξη, επιτυγχάνει εστιασμένη ζώνη κατάλυσης όγκου χωρίς φαινόμενα απαγωγής θερμότητας εξαιτίας ροής αίματος (heat sink effect) και ως εκ τούτου δεν συναντάμε ημιτελείς καταστροφές εξαιτίας των φαινομένων αλλά ούτε θερμικά εγκαύματα η τραύματα. 

 

Παρόλο που η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα των συμβατικών θερμικών μεθόδων καταστροφής (RFA, Microwave, Laser κλπ.) έχει αποδειχθεί σε διάφορες μελέτες υπάρχουν περιορισμοί στη χρήση τους. Η αποτελεσματικότητα των θερμικών μεθόδων καταστροφής παρεμποδίζεται από το φαινόμενο της απαγωγής θερμότητας εξαιτίας ροής αίματος (heat sink effect) με αποτέλεσμα οι περιαγγειακοί ιστοί να μην καταστρέφονται ολοκληρωτικά οδηγώντας έτσι σε ημιτελή κατάλυση του όγκου και υποτροπή αυτού.

Η μέθοδος IRE αποδεδειγμένα προκαλεί αποτελεσματική και ολοκληρωτική καταστροφή του ιστού ακόμα και σε περιπτώσεις όπου η ζώνη κατάλυσης είναι πολύ κοντά σε μεγάλο αγγείο του οποίου η βατότητα δεν επηρεάζεται.

Προβλέψιμη ζώνη καταστροφής

Οι παράμετροι στη μέθοδο IRE είναι ακριβείς. Η μέθοδος IRE παράγει μια προβλέψιμη και καλά οριοθετημένη ζώνη καταστροφής και η μετάβαση από τον υγιή στον καταλυμένο ιστό είναι ορατή σε κυτταρικό επίπεδο σε αντίθεση με τις άλλες μεθόδους καταστροφής.

 

 

Πολύ σύντομοι χρόνοι κατάλυσης

Ο χρόνος της συνεδρίας με τη μέθοδο IRE είναι εντυπωσιακά σύντομος με την καταστροφή να ολοκληρώνεται από μερικά δευτερόλεπτα μέχρι πολύ λίγα λεπτά.

Συνέργεια με το χημικοθεραπευτικό σχήμα

Ο συνδυασμός της μεθόδου IRE με χημειοθεραπεία έχει αποδεδειγμένα πλεονεκτήματα που σχετίζονται με την αύξηση του συνολικού προσδόκιμου ζωής του ασθενούς.

Το σύστημα NanoKnife^®1

Το σύστημα NanoKnife® είναι η μοναδική μέχρι σήμερα υπάρχουσα στο εμπόριο συσκευή IRE, αποτελείται από μια γεννήτρια, 2 έως 6 μονοπολικά ηλεκτρόδια/καθετήρες και έναν εξωτερικό συγχρονισμένο ηλεκτροκαρδιογράφο και αποτελεί την μοναδική μέχρι σήμερα συσκευή παραγωγής IRE στον κόσμο σε εμπορική χρήση (FDA Approved) αλλά παραμένει ακόμα μέσα σε κλινικά πρωτόκολλα μια και έχει έγκριση σε όλο τον κόσμο για χρήση στην αντιμετώπιση όγκων συμπαγών ιστών αλλά όχι για κάποιο συγκεκριμένο τύπο κακοήθους όγκου. 

1. http://www.angiodynamics.com/products/nanoknife