Generell information

Blod-hjärnbarriären skyddar hjärnan men utgör också ett hinder vid läkemedelsbehandling av hjärntumörer. Aktuellt projekt syftade till att vidareutveckla och optimera användning av mikrokapslar för kontrollerad lokal läkemedelsbehandling av, i första hand, hjärntumörer. Optimering av mikrokapslarnas implantation samt av deras biokompatibiltet studerades i en första delstudie. Därefter utvärderades deras terapeutiska effekt genom att använda läkemedelsladdade mikrokapslar för behandling av hjärntumörer implanterade i hjärna eller flank. Läkemedlet frigjordes genom fjärrstyrda ultraljudsvågor. Tumörväxten följdes genom imaging (MR, IVIS). I avsikt att optimera mätning av tumörstorlek har man inom projektet även utvecklat användningen av fluorescerande markörer och minifotodetektorer.

De experimentella studierna har utförts genom implantation av mikrokapslar på mus men på sikt är tanken att mikrokapslarna kliniskt ska placeras lokalt i tumören med hjälp av endovaskulär teknik.

Uppgifter som enligt beslut av den regionala djurförsöksetiska nämnden ska beaktas/besvaras vid utvärderingen av djurförsök i efterhand

1. Hur många möss som behöver tas ur försök före respektive efter 72 h post op (implanteringen av mikrokapseln)?
   Svar: Inga möss behövde tas ur försöket före eller efter 72 timmar postoperativt efter implantation av mikrokapseln. Mikrokapslarnas storlek bedöms vara tillräckligt liten för att inte ge någon mätbar påverkan på djuren. Inga skillnader i kroppsvikt, beteende eller kliniska negativa effekter, jämfört kontrollgrupper, noterades.
2. Anteckningar om eventuella beteendeförändringar 72 timmar postoperativt?
   Svar: Inga signifikanta beteendeförändringar observerades. Djuren uppvisade normal rörelseförmåga, födointag och putsbeteende, jämförbart med kontrollgrupper som genomgått standard intracerebrala injektioner utan införande av implantat. Återhämtningen var snabb, och inga tecken på smärta, stress eller neurologiska bortfall observerades.

Antal sökta djur och antal använda djur

Godkännandet omfattade 7000 möss och 2000 råttor. 242 möss och inga råttor användes. Initialt övervägdes råttor som alternativ försöksmodell men eftersom musmodellen gav tydliga, välkontrollerade och reproducerbara resultat så användes inga råttor.

Bedömning av svårhetsgrad

Prospektivt bedömde både den regionala nämnden och försöksledaren att studien var av avsevärd svårhetsgrad. I retrospektiv bedömdes 200 möss utsatta för lidande av avsevärd svårhetsgrad. Detta främst p.g.a. den kumulativa belastningen av flera ingrepp av måttlig svårhetsgrad (intrakraniell kirurgi, tumörinduktion, upprepad anestesi för avbildning samt longitudinell uppföljning över en längre tidsperiod). Lidandet för resterande möss klassificerades såsom måttligt (n=23), ringa (n=16), terminalt (n=1) och terminal/organ (n=2).

Ingen mus uppnådde avbrytningspunkten.

Måluppfyllelse

Resultaten visar att implantation av mikroenheterna var genomförbart och att de tolererades väl in vivo. Detta möjliggjorde en framgångsrik longitudinell övervakning av tumörtillväxt och kontrollerad, frekvensspecifik frisättning av läkemedel.
Långsiktiga biokompatibilitetsstudier visade minimal immunrespons, begränsad vävnadsreaktion och ingen bestående påverkan på hjärnans integritet eller djurens allmäntillstånd.

Musmodellen uppges vara lämplig och robust då den gav tydliga och reproducerbara resultat i samtliga experiment. Detta anses möjliggöra en säker övergång till större däggdjursmodeller för mer kliniskt relevanta studier.

Försöksledaren understryker att resultaten förväntas ha stor betydelse både för preklinisk forskning och framtida medicinska tillämpningar:

1. Enheterna möjliggör kontinuerlig övervakning av biologiska processer, såsom tumörtillväxt och immunreaktioner, i realtid i fritt rörliga djur utan upprepad anestesi eller fixering.
2. Studierna visar hög potential för ultraminiatyriserade, trådlösa och programmerbara läkemedelsleveranssystem för riktad leverans till svåråtkomliga vävnader, inklusive hjärnan, och minskar behovet av invasiva ingrepp. Frisättning kan styras externt (t.ex. med ultraljud) i både dos- och tidsberoende format.
3. Biokompatibilitetsdata stödjer även utvecklingen av långsiktigt implanterbara system för behandling av kroniska tillstånd. På grund av sin lilla storlek och minimala immunrespons kan enheterna potentiellt ligga kvar under längre perioder för övervakning eller behandling, med möjliga tillämpningar inom neurologiska och systemiska sjukdomar.
4. Eftersom enheterna är minimalt invasiva och möjliggör autonom datainsamling bidrar de till förfining och minskning av försöksdjursanvändning. De minskar behovet av upprepad hantering och anestesi, vilket minskar djurens stress, samtidigt som mer data kan erhållas från varje enskilt djur.

Tre vetenskapliga artiklar har publicerats i välrenommerade internationella tidskrifter.

3R

Bortsett från den potentiella betydelsen av mikroimplantaten i avsikt att förfina och minska användningen av försöksdjur (se punkt 4 ”måluppfyllelse”) har inget nytt avseende 3R framkommit. Försöksledaren framhåller djurens behov av en stressfri miljö och stabil postoperativ återhämtning.

Övriga kommentarer

-

Etablerad rapportstandard