stringtranslate.com

Тераностика

Тераностика , также известная как тераностика , [1] — это метод, обычно используемый в персонализированной медицине . Например, в ядерной медицине один радиоактивный препарат используется для идентификации ( диагностики ), а второй радиоактивный препарат — для лечения (терапии) раковых опухолей . [2] [3] [4] Другими словами, тераностика объединяет радионуклидную визуализацию и лучевую терапию , нацеленную на определенные биологические пути .

Технологии, используемые для тераностической визуализации, включают радиоактивные индикаторы , контрастные вещества , позитронно-эмиссионную томографию и магнитно-резонансную томографию . [3] [5] Она использовалась для лечения рака щитовидной железы и нейробластом . [3]

Термин «тераностика» — это словосочетание двух слов: « терапевтический» и « диагностический» , что означает сочетание диагностики и лечения, которое также позволяет проводить непрерывную медицинскую оценку состояния пациента. Первое известное использование термина приписывается Джону Фанкхаузеру, консультанту компании Cardiovascular Diagnostic, который использовал его в пресс-релизе в августе 1998 года. [6]

Приложения

Ядерная медицина

Тераностика возникла в области ядерной медицины ; изотоп йода 131 для диагностического исследования и лечения рака щитовидной железы был одним из его самых ранних применений. [7] Ядерная медицина охватывает различные вещества, как по отдельности, так и в комбинации, которые могут использоваться для диагностической визуализации и таргетной терапии. Эти вещества могут включать лиганды рецепторов, присутствующих на целевой ткани, или соединения, такие как йод , которые усваиваются целью посредством метаболических процессов. Используя эти механизмы, тераностика позволяет локализовать патологические ткани с помощью визуализации и целенаправленно разрушать эти ткани с помощью высоких доз радиации . [7]

Радиологическая область применения

Контрастные вещества с терапевтическими свойствами разрабатываются уже несколько лет. [8] Одним из примеров является разработка контрастных веществ, способных локально высвобождать химиотерапевтический агент в целевом месте, запускаемый стимулом, предоставляемым оператором. Этот локализованный подход направлен на повышение эффективности лечения и минимизацию побочных эффектов. Например, контрастные вещества на основе ультразвука , такие как микропузырьки , могут накапливаться в гиперваскуляризированных тканях и высвобождать активный ингредиент в ответ на ультразвуковые волны, таким образом, нацеливаясь на определенную область, выбранную сонографистом . [ 8]

Другой подход включает связывание моноклональных антител (способных воздействовать на различные молекулярные мишени) с наночастицами . Эта стратегия усиливает сродство и специфичность препарата к мишени и позволяет визуализировать область лечения, например, с помощью суперпарамагнитных частиц оксида железа, обнаруживаемых с помощью магнитно-резонансной томографии . [9] Кроме того, эти частицы могут быть разработаны для высвобождения химиотерапевтических агентов конкретно в месте связывания, создавая локальный синергический эффект с действием антител. Интеграция этих методов с медицинскими ядерными методами, которые обеспечивают большую чувствительность визуализации, может помочь в идентификации цели и мониторинге лечения. [10]

Методы визуализации

Позитронно-эмиссионная томография

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) в тераностике дает представление о метаболических и молекулярных процессах в организме. ПЭТ-сканер обнаруживает фотоны и создает трехмерные изображения, которые позволяют визуализировать и количественно оценивать физиологические и биохимические процессы. [11] ПЭТ-визуализация использует радиоактивные индикаторы , которые нацелены на определенные молекулы или процессы. Например, [18F] фтордезоксиглюкоза (ФДГ) обычно используется для оценки метаболизма глюкозы, поскольку раковые клетки демонстрируют повышенное поглощение глюкозы. Другие радиоактивные индикаторы нацелены на определенные рецепторы, ферменты или транспортеры, что позволяет оценивать различные физиологические и патологические процессы. [11]

ПЭТ-визуализация играет роль как в диагностике, так и в планировании лечения. Она помогает в идентификации и стадировании заболеваний, таких как рак, визуализируя степень и метаболическую активность опухолей. ПЭТ-сканирование также может направлять решения о лечении, оценивая реакцию на лечение и отслеживая прогрессирование заболевания. [ необходима цитата ] Кроме того, ПЭТ-визуализация используется для определения пригодности пациентов для целевой терапии на основе определенных молекулярных характеристик, что позволяет персонализировать подходы к лечению. [12]

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография

На снимке ОФЭКТ перфузии головного мозга показаны пациенты с зубной болью, принимающие анальгезию (верхний ряд) по сравнению с плацебо (нижний ряд).

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT) применяется в тераностике, используя гамма-лучи, испускаемые радиоактивным индикатором, для создания трехмерных изображений тела. Визуализация SPECT включает инъекцию радиоактивного индикатора, испускающего отдельные фотоны, которые обнаруживаются гамма-камерой, вращающейся вокруг человека, проходящего визуализацию. [7]

SPECT предоставляет функциональную и анатомическую информацию, позволяя оценить структуру органа, кровоток и определенные молекулярные мишени. Это полезно при оценке заболеваний, которые связаны с измененным кровотоком или экспрессией определенных рецепторов. Например, SPECT-визуализация с использованием радиофармпрепаратов технеция-99m (Tc-99m) может быть способна оценить перфузию миокарда и определить области ишемии или инфаркта у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. [13]

Визуализация SPECT помогает определить локализацию заболевания, стадию и оценить ответ на терапию. Кроме того, визуализация SPECT используется в направленной радионуклидной терапии, где тот же радиоактивный индикатор, который используется для диагностической визуализации, может использоваться для доставки терапевтических доз радиации к пораженной ткани. [13]

Магнитно-резонансная томография

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это неинвазивный метод визуализации, который использует сильные магнитные поля и радиочастотные импульсы для создания подробных анатомических и функциональных изображений тела. МРТ обеспечивает превосходный контраст мягких тканей и широко используется в тераностике благодаря своей способности визуализировать анатомические структуры и оценивать физиологические процессы. [8]

В тераностике МРТ позволяет обнаруживать и характеризовать опухоли, оценивать степень опухоли и оценивать реакцию на лечение. МРТ может предоставить информацию о перфузии тканей , диффузии и метаболизме, помогая в выборе соответствующих методов лечения и контроле их эффективности. [14]

Достижения в области технологии МРТ расширили ее возможности в тераностике. Такие методы, как функциональная МРТ (фМРТ), позволяют оценить активацию и связность мозга, в то время как диффузионно-взвешенная визуализация (DWI) дает представление о микроструктуре тканей. Разработка молекулярных агентов визуализации, таких как суперпарамагнитные наночастицы оксида железа , позволяет проводить целевую визуализацию и отслеживать определенные молекулярные объекты. [14]

Терапевтические подходы

Тераностика охватывает ряд терапевтических подходов, предназначенных для более точного выявления и лечения заболеваний.

Системы адресной доставки лекарств

Системы целевой доставки лекарств облегчают избирательную доставку терапевтических агентов к определенным очагам заболевания, сводя к минимуму побочные эффекты. Эти системы используют стратегии, такие как наночастицы , липосомы и мицеллы , для инкапсуляции лекарств и повышения их стабильности, растворимости и биодоступности. [15] Включая диагностические компоненты, такие как визуализирующие агенты или целевые лиганды , в эти системы доставки, врачи могут контролировать распределение и накопление лекарств в режиме реального времени, обеспечивая эффективное лечение и снижая системную токсичность. Системы целевой доставки лекарств являются многообещающими в лечении рака, сердечно-сосудистых заболеваний и других состояний, поскольку они позволяют проводить персонализированную и специфичную для конкретного места терапию. [15]

генная терапия

Генная терапия — это терапевтический подход, который включает в себя модификацию или замену дефектных генов для лечения или профилактики заболеваний. В тераностике генная терапия может сочетаться с диагностической визуализацией для мониторинга доставки, экспрессии и активности терапевтических генов. [16] Такие методы визуализации, как МРТ , ПЭТ и оптическая визуализация , позволяют проводить неинвазивную оценку переноса и экспрессии генов, предоставляя ценную информацию об эффективности и безопасности методов лечения на основе генов. [15] Генная терапия продемонстрировала потенциал в лечении генетических нарушений , рака и сердечно-сосудистых заболеваний, а ее интеграция с диагностической визуализацией предлагает комплексный подход для мониторинга и оптимизации результатов лечения. [16]

Радиотерапия

Радиотерапия может быть интегрирована с методами визуализации для руководства планированием лечения, мониторинга распределения дозы облучения и оценки ответа на лечение. Молекулярные методы визуализации, такие как ПЭТ и ОФЭКТ , могут быть использованы для визуализации и количественной оценки характеристик опухоли, таких как гипоксия или экспрессия рецепторов , что помогает в персонализированной оптимизации дозы облучения 10 .

Кроме того, тераностические подходы, включающие радиомеченые терапевтические агенты, известные как радиотераностика , объединяют терапевтические эффекты радиации с диагностическими возможностями. Радиотераностика, включая пептидную рецепторную радионуклидную терапию (ПРРТ), обещает быть перспективной для таргетной радиотерапии, позволяя точно нацеливать опухоль и увеличивать дозу, при этом щадя здоровые ткани. [17] Например, ПРРТ на основе комбинаций лютеция -177 (известных как радиолиганды ) появилась как вариант лечения неоперабельных метастатических нейроэндокринных опухолей (НЭО). [18]

Иммунотерапия

Нанотераностика объединяет терапию и диагностику в одной наноплатформе, улучшая результаты лечения рака и других заболеваний. Нацеливание нанотерапевтических средств улучшает доставку и эффективность для различных генетических и трансляционных патологий.

Иммунотерапия использует иммунную систему организма для распознавания и атаки раковых клеток или других мишеней заболевания. В тераностике иммунотерапевтические подходы могут сочетаться с диагностической визуализацией для оценки инфильтрации иммунных клеток , иммуногенности опухоли и ответа на лечение. [7] Методы визуализации, такие как ПЭТ и МРТ, могут предоставить ценную информацию о микроокружении опухоли, динамике иммунных клеток и ответе на иммунотерапию. Кроме того, тераностические стратегии, включающие использование радиоактивно меченых иммунотерапевтических агентов, позволяют проводить одновременную визуализацию и терапию, помогая в выборе пациентов, мониторинге лечения и оптимизации иммунотерапевтических схем. [15]

Наномедицина

Наномедицина относится к использованию наноразмерных материалов для медицинских целей. В тераностике наномедицина предлагает возможности для целевой доставки лекарств, визуализации и терапии. [7] Наночастицы могут быть спроектированы для переноса терапевтических грузов, агентов визуализации и целевых лигандов, что позволяет использовать мультимодальные тераностические подходы. Эти наноносители могут повышать стабильность лекарств, улучшать растворимость лекарств и обеспечивать контролируемое высвобождение в месте заболевания. Кроме того, наноматериалы с присущими им свойствами визуализации, такие как квантовые точки или золотые наночастицы, могут служить контрастными агентами для визуализации. [19]

Приложения и проблемы

Онкология

Тераностика применяется в онкологии, способствуя новым подходам в диагностике, лечении и мониторинге рака. Объединяя диагностическую визуализацию и целевую терапию, тераностика предлагает персонализированные подходы, которые улучшают результаты лечения и уход за пациентами. В онкологии тераностика охватывает широкий спектр приложений, включая управление различными типами рака, такими как рак молочной железы, легких, простаты и колоректальный рак. [8] Молекулярные методы визуализации, такие как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), позволяют визуализировать и характеризовать раковые поражения, помогая в раннем обнаружении, стадировании и оценке ответа на лечение. [ требуется лучший источник ] [20] Это позволяет более точно и индивидуально планировать лечение, включая выбор соответствующей целевой терапии или оптимизацию лучевой терапии.

Несмотря на значительный прогресс, перевод тераностики в повседневную клиническую практику сталкивается с трудностями, включая необходимость стандартизированных протоколов визуализации, валидации биомаркеров и нормативных соображений. Кроме того, существует постоянная потребность в исследованиях и разработках для дальнейшего повышения эффективности и доступности тераностических подходов в онкологии. [19]

Неврология и кардиология

Тераностика выходит за рамки онкологии и имеет потенциал в областях неврологии и кардиологии . [21] [22] В неврологии тераностические подходы предлагают новые возможности для диагностики и лечения различных нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона и рассеянный склероз . Передовые методы визуализации, включая магнитно-резонансную томографию (МРТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), позволяют визуализировать нейроанатомию , функциональную связность и молекулярные изменения в мозге. Это позволяет проводить раннее обнаружение, точную диагностику и мониторинг прогрессирования заболевания, способствуя разработке целевых терапевтических вмешательств.

Аналогично, в кардиологии тераностика играет важную роль в диагностике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Неинвазивные методы визуализации, такие как МРТ и компьютерная томография (КТ), предоставляют подробную информацию о структуре сердца, его функции и кровотоке, помогая в оценке заболеваний сердца и руководстве вмешательствами. Тераностические подходы в кардиологии включают целевые системы доставки лекарств для лечения таких состояний, как атеросклероз и рестеноз , а также вмешательства под контролем изображений для точного стентирования или катетерной терапии. [21]

Направления исследований

Еще предстоит решить несколько проблем для широкого внедрения и интеграции тераностики в повседневную клиническую практику. Нормативные соображения будут играть роль в обеспечении безопасности, эффективности и качества тераностических агентов и технологий. Гармонизация правил в разных странах и регионах необходима для содействия глобальной реализации. [23] Экономическая эффективность является существенной проблемой, поскольку тераностические подходы могут быть дорогими. [23] Обсуждались стратегии оптимизации использования ресурсов и моделей возмещения. Технические ограничения, такие как разработка более специфических и чувствительных агентов визуализации, улучшение разрешения и качества визуализации и интеграция различных методов визуализации, требуют постоянных исследований и технологических достижений. [ необходим лучший источник ] [24] Необходимо рассмотреть этические соображения, касающиеся конфиденциальности пациентов, безопасности данных и ответственного использования информации о пациентах. [24]

Ссылки

  1. ^ Farolfi A, Mei R, Ali S, Castellucci P (декабрь 2021 г.). «Терагностика при раке простаты». QJ Nucl Med Mol Imaging (обзор). 65 (4): 333–341. doi :10.23736/S1824-4785.21.03419-1 (неактивен 1 ноября 2024 г.). PMID  35133097.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  2. ^ "Что такое тераностика?". Больницы и клиники Университета Айовы . 2018-05-01 . Получено 2024-01-03 .
  3. ^ abc Окамото, Сёдзо; Сига, Тору; Тамаки, Нагара (2021). «Клинические перспективы тераностики». Молекулы . 26 (8): 2232. doi : 10,3390/molecules26082232 . ISSN  1420-3049. ПМК 8070270 . ПМИД  33924345. 
  4. ^ Пини, Кристиано; Джеларди, Фабриция; Соллини, Мартина (1 сентября 2022 г.). «Настоящее и будущее таргетной терапии и тераностики: совершенствование традиций и исследование новых рубежей — основные моменты из анналов ядерной медицины 2021 г.». Европейский журнал ядерной медицины и молекулярной визуализации . 49 (11): 3613–3621. doi : 10.1007/s00259-022-05921-7 . PMID  35870007.
  5. ^ O'Shea A, Iravani A, Saboury B, Jadvar H, Catalano O, Mahmood U, Heidari P (май 2023 г.). «Интеграция тераностики в пути лечения пациентов: обзор экспертной группы AJR». AJR Am J Roentgenol (обзор). 220 (5): 619–629. doi :10.2214/AJR.22.28237. PMC 10133840 . PMID  36321986. 
  6. ^ «Тераностика и контрастные вещества для медицинской визуализации: точка зрения фармацевтической компании». Жан-Марк Иде и др.; Количественная визуализация в медицине и хирургии , декабрь 2013 г.
  7. ^ abcde Gomes Marin JF, Nunes RF, Coutinho AM, Zaniboni EC, Costa LB, Barbosa FG, Queiroz MA, Cerri GG, Buchpiguel CA (октябрь 2020 г.). «Тераностика в ядерной медицине: возникающие и вновь возникающие интегрированные методы визуализации и терапии в эпоху точной онкологии». Радиографика (обзор). 40 (6): 1715–1740. doi : 10.1148/rg.2020200021. PMID  33001789. S2CID  222149301.
  8. ^ abcd Ли, Хохён; Ким, Хэмин; Хан, Хёнку; Ли, Минджи; Ли, Сунхо; Ю, Хонгын; Чан, Джин Хо; Ким, Хёнчхоль (1 мая 2017 г.). «Микропузырьки, используемые для контрастного усиления ультразвука и терагноза: обзор принципов применения». Biomedical Engineering Letters . 7 (2): 59–69. doi :10.1007/s13534-017-0016-5. PMC 6208473. PMID  30603152 . 
  9. ^ Канезе, Росселла; Вурро, Федерика; Марзола, Паскуина (август 2021 г. ) . «Наночастицы оксида железа как тераностические агенты в иммунотерапии рака». Наноматериалы . 11 (8): 1950. doi : 10.3390/nano11081950 . PMC 8399455. PMID  34443781. 
  10. ^ Гомеш Марин, Хосе Флавио; Нуньес, Рафаэль Ф.; Коутиньо, Артур М.; Занибони, Элейн К.; Коста, Ларисса Б.; Барбоза, Фелипе Г.; Кейруш, Марсело А.; Черри, Джованни Дж.; Бухпигель, Карлос А. (октябрь 2020 г.). «Тераностика в ядерной медицине: новые и новые интегрированные методы визуализации и терапии в эпоху точной онкологии». Радиографика . 40 (6): 1715–1740. дои : 10.1148/rg.2020200021. PMID  33001789. S2CID  222149301.
  11. ^ аб Прюис И.Дж., ван Донген GAMS, Вельдхейзен ван Зантен SEM (февраль 2020 г.). «Дополнительная ценность диагностической и тераностической ПЭТ-визуализации для лечения опухолей ЦНС». Int J Mol Sci (обзор). 21 (3): 1029. doi : 10.3390/ijms21031029 . ПМК 7037158 . ПМИД  32033160. 
  12. ^ Прюис, Илана Дж.; ван Донген, Гус АМС; Вельдхейзен ван Зантен, Софи Э.М. (январь 2020 г.). «Дополнительная ценность диагностической и тераностической ПЭТ-визуализации для лечения опухолей ЦНС». Международный журнал молекулярных наук . 21 (3): 1029. doi : 10.3390/ijms21031029 . ПМК 7037158 . ПМИД  32033160. 
  13. ^ ab Масри, Ахмад; Бухари, Сайед; Ахмад, Шахзад; Нивес, Рикардо; Эйзеле, Ивонн С.; Фоллансби, Уильям; Браунелл, Эми; Вонг, Тимоти К.; Шелберт, Эрик; Соман, Прем (февраль 2020 г.). «Эффективный 1-часовой протокол визуализации с использованием пирофосфата технеция-99 м для диагностики транстиретинового сердечного амилоидоза». Циркуляция: Визуализация сердечно-сосудистой системы . 13 (2): e010249. doi :10.1161/CIRCIMAGING.119.010249. PMC 7032611. PMID  32063053 . 
  14. ^ ab Брито Б., Прайс Т.В., Галло Дж., Баньобре-Лопес М., Стасюк Г.Дж. (2021). «Умная тераностика рака на основе магнитно-резонансной томографии». Тераностика (обзор). 11 (18): 8706–8737. дои : 10.7150/thno.57004. ПМЦ 8419031 . ПМИД  34522208. 
  15. ^ abcd Etrych T, Braunova A, Zogala D, Lambert L, Renesova N, Klener P (январь 2022 г.). «Целевая доставка лекарств и тераностические стратегии при злокачественных лимфомах». Cancers (Базель) (обзор). 14 (3): 626. doi : 10.3390/cancers14030626 . PMC 8833783 . PMID  35158894. 
  16. ^ ab McNerney MP, Doiron KE, Ng TL, Chang TZ, Silver PA (ноябрь 2021 г.). «Тераностические клетки: новые клинические применения синтетической биологии». Nat Rev Genet (обзор). 22 (11): 730–746. doi :10.1038/s41576-021-00383-3. PMC 8261392 . PMID  34234299. 
  17. ^ Амброзини В., Куниковска Дж., Боден Э., Бодей Л., Бувье С., Капдевила Дж. и др. (март 2021 г.). «Консенсус по молекулярной визуализации и тераностике при нейроэндокринных новообразованиях». Eur J Cancer (обзор). 146 : 56–73. doi : 10.1016/j.ejca.2021.01.008. ПМК 8903070 . ПМИД  33588146. 
  18. ^ Делкер, Астрид (март 2023 г.). «Дозиметрия в пептидно-радиорецепторной терапии (PRRT)». Angewandte Nuklearmedizin (на немецком языке). 46 (1): 51–57. дои : 10.1055/a-1802-8504. ISSN  2749-7445. S2CID  257639738.
  19. ^ ab Kasi, Phanindra Babu; Mallela, Venkata Ramana; Ambrozkiewicz, Filip; Trailin, Andriy; Liška, Václav; Hemminki, Kari (январь 2023 г.). «Применение тераностической наномедицины при колоректальном раке и метастазах: последние достижения». International Journal of Molecular Sciences (обзор). 24 (9): 7922. doi : 10.3390/ijms24097922 . PMC 10178331. PMID  37175627 . 
  20. ^ Шармиладеви, Палани; Гиригосвами, Коели; Харибабу, Вишванатан; Гиригосвами, Агнишвар (12 мая 2021 г.). «Нанотераностика при раке». Достижения в области материалов . 2 (9): 2876–2891. дои : 10.1039/D1MA00069A . S2CID  234217635.
  21. ^ ab Pala R, Pattnaik S, Busi S, Nauli SM (март 2021 г.). «Наноматериалы как новая сердечно-сосудистая тераностика». Фармацевтика (обзор). 13 (3): 348. doi : 10.3390/pharmaceutics13030348 . PMC 7998597 . PMID  33799932. 
  22. ^ Сохаил, Саба (2021). «Нанотераностика: будущее лекарство от неврологических расстройств». Нанотераностика рака . Нанотехнологии в науках о жизни. Springer International Publishing. стр. 117–154. doi :10.1007/978-3-030-76263-6_5. ISBN 978-3-030-76262-9. S2CID  244344653. {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  23. ^ ab Solnes LB, Shokeen M, Pandit-Taskar N (январь 2021 г.). «Новые агенты и будущие перспективы тераностики». Semin Radiat Oncol (обзор). 31 (1): 83–92. doi :10.1016/j.semradonc.2020.07.010. PMC 8475635 . PMID  33246639. 
  24. ^ аб Крулицкий, Лешек; Куниковска, Иоланта (1 декабря 2021 г.). «Тераностика – настоящее и будущее». Биоалгоритмы и медсистемы . 17 (4): 213–220. дои : 10.1515/bams-2021-0169. S2CID  245498692.