Durante más de 10 años, la Plataforma de Investigación de Radiación de Pequeños Animales (SARRP) ha apoyado a innumerables investigadores en iniciativas complejas de investigación de radiación, transformando la forma en que se lleva a cabo la investigación al permitir que se administre radiación altamente conforme a modelos preclínicos.
Lo que hace que el SARRP sea único es que su diseño coincide con los protocolos de radioterapia clínica actuales, incluido el soporte para la inmunoterapia y la investigación con haz de protones. SARRP es utilizado por instituciones de investigación académica, organizaciones de investigación por contrato privado y empresas farmacéuticas y biotecnológicas de todo el mundo, que muestran una amplia gama de intereses de investigación.
La comunidad de investigación sobre radiación
Instalado en casi 100 instalaciones en todo el mundo, SARRP se ha citado como el sistema de investigación principal empleado en cientos de publicaciones de investigación revisadas por pares, lo que demuestra la alta calidad de la investigación sobre radiación que se puede realizar utilizando SARRP. Como explicó el co-inventor, el Dr. John Wong, "SARRP es en realidad un catalizador ahora para tantas aplicaciones y colaboraciones de varios niveles". En verdad, se ha desarrollado una comunidad en torno a la tecnología: conecta a científicos, inspira nuevos estudios y avanza la investigación en todo el mundo. El efecto halo de reunir a los investigadores es un beneficio invaluable del sistema SARRP.
Comprensión de la radiación y ajuste de su distribución
Algunos de los primeros trabajos en los que se utilizó SARRP giraron en torno al aseguramiento de la calidad, es decir, la creación de nuevos protocolos y procedimientos de aseguramiento de la calidad para la radioterapia y también de nuevos equipos. También se han incorporado tecnologías adyacentes en los estudios del SARRP para realizar procedimientos avanzados de ultrasonido en modelos preclínicos para evaluar la vasculatura antes y después de la radioterapia. También se realizaron estudios utilizando SARRP para examinar el impacto de usar diferentes tamaños de colimadores. Un estudio evaluó si es necesario tratar todo el tumor para tener un efecto abscopal en otros sitios de la enfermedad alejados del tumor primario. El SARRP también se ha utilizado en estudios de nanopartículas dirigidas combinadas con radiación para la modulación vascular del tumor. Y más recientemente, los investigadores usaron SARRP para administrar radiación específicamente a un tumor primario y luego midieron los grupos de células tumorales circulantes in vivo, para comprender mejor cuáles pueden estar en camino de generar metástasis.
Facilitar la colaboración y promover nuevos ensayos
Uno de los primeros institutos de investigación del SARRP informa haber recibido más de $ 17 millones en becas de investigación, en parte debido al SARRP. En esta organización, más de 45 personas utilizan SARRP en siete departamentos y cuatro escuelas, lo que ha dado lugar a una investigación que ha llevado al desarrollo de cinco ensayos clínicos (4 humanos, 1 canino). Otro grupo describió haber colaborado con su departamento de Urología para observar la cistitis por radiación y algunos de los factores genéticos detrás de la sensibilidad a la radiación. El SARRP se volvió muy importante en este estudio debido a su capacidad para administrar altas dosis de radiación de una manera muy específica, evitando todos los demás órganos abdominales y simplemente concentrando esa dosis en la vejiga. El SARRP ofrece capacidad de traducción porque puede usarse para probar compuestos nuevos en el modelo preclínico, donde los investigadores pueden administrar radiación de manera reproducible para causar cistitis por radiación.
Estudios de haz de protones y radioterapia FLASH
Trabajando junto con Xstrahl en 2016, una gran institución de investigación académica instaló SARRP en una bóveda sin ningún blindaje, creando una de las primeras situaciones con SARRP de fotones y protones. Xstrahl ayudó a personalizar el sistema para que pudiera ser más móvil, permitiendo que los modelos preclínicos se movieran dentro y fuera de la trayectoria del rayo para un posicionamiento y análisis más detallados. Los usuarios de SARRP también están colaborando para crear un SARRP especializado para FLASH con capacidad de alta corriente, autoprotección y la capacidad de rotar fuentes para facilitar la investigación de FLASH.
Enfermedad de Alzheimer
En otra institución, los investigadores han sido pioneros en el uso de radiación de dosis baja como posible tratamiento para la enfermedad de Alzheimer. El SARRP jugó un papel crucial en estos estudios preclínicos al facilitar una técnica de irradiación del hemisferio cerebral de manera que la mitad del mismo cerebro actuara como control para el lado irradiado. Han demostrado una reducción significativa tanto en las placas de beta amiloide como en la proteína tau en el cerebro irradiado que condujo a una mejora en la cognición en los modelos de ratón. Estos datos llevaron a una Fase I ensayo de viabilidad de radiación de dosis baja en todo el cerebro para la enfermedad de Alzheimer que ahora se está reproduciendo en la Virginia Commonwealth University, la Universidad de Ginebra y también en Corea del Sur. El SARRP ayudó a respaldar esta idea novedosa porque es capaz de hacer irradiaciones hemi-cerebrales muy distintas para ver el efecto directamente.
Tratamiento con dosis de pulso del glioblastoma
Los investigadores también han estudiado el tratamiento con dosis de pulso del glioblastoma utilizando SARRP. Este es un trabajo que Brian Marples comenzó hace muchos años con Mike Joiner cuando identificaron la hiperradiosensibilidad a dosis bajas, un fenómeno que ocurre con dosis por debajo de 0.2 Gy; en estas dosis bajas, hay más células muertas por unidad de dosis. Después de muchos años de investigación y muchas iteraciones sobre cómo explotar realmente este fenómeno, se les ocurrió la idea de pulsar la dosis de radiación que funcionó con éxito en modelos animales de glioma y se tradujo recientemente en un ensayo clínico de glioma primario en pacientes. La mayoría de estos pacientes tienen una supervivencia de aproximadamente 14 meses, que se incrementó a 21 meses en los ensayos, así como una mejoría de la neurocognición y algunas medidas de calidad de vida.
Irradiación focal y medicina regenerativa
El SARRP proporciona la capacidad de administrar irradiación focal de dosis alta a modelos preclínicos y ha permitido a los investigadores simplificar enormemente este procedimiento para irradiar porciones del hígado y otras áreas específicas de todo el cuerpo, desde el cerebro hasta el recto y las extremidades de las extremidades. Estos avances han llevado a los colaboradores a avanzar en el campo de la medicina regenerativa, demostrando que las células parenquimatosas como el hígado, las células madre o los hepatocitos adultos, así como las células endoteliales, pueden injertarse y repoblarse en un órgano irradiado.
Secuenciación de radiación e inmunoterapia
Utilizando modelos SARRP, los investigadores han podido explorar la secuenciación de la radiación y la inmunoterapia, así como cómo secuenciar o combinar la radiación con la quimioterapia inmunomoduladora. Los investigadores han utilizado el SARRP para desarrollar diversas combinaciones de radioterapia de fármacos. Un estudio investigó simultáneamente la eficacia tumoral en varios modelos de tumores diferentes y también para aprovechar la capacidad de obtención de imágenes a bordo del SARRP para observar los cambios en la densidad del tejido. El estudio atrajo la atención nacional y avanzó hacia la evaluación clínica.
Oportunidades y avances futuros
Al mirar hacia el futuro en oportunidades futuras de investigación, SARRP no solo proporciona una plataforma de prueba sólida para combinaciones de medicamentos y radioterapia, sino que permitirá a los investigadores explorar nuevos paradigmas radiobiológicos basados en parámetros de administración de dosis optimizados. Los investigadores pueden continuar integrando SARRP con tecnologías novedosas de radioterapia e imágenes y combinar esto con las imágenes moleculares y funcionales para optimizar y apuntar a regiones específicas dentro de tumores y tejidos normales.
"Estamos orgullosos de haber contribuido a fortalecer el campo de la investigación de la radiación con SARRP y facilitar la colaboración entre la comunidad de investigación de la radiación", explicó Adrian Treverton, director ejecutivo de Xstrahl. “Los clientes de todo el mundo comentan habitualmente sobre la excelente calidad de XstrahlTodo el equipo de soporte y es este equipo el que merece crédito por la reputación de confiabilidad y calidad de SARRP. Estamos muy entusiasmados con todas las formas en que el SARRP puede respaldar intereses de investigación aún más diversos durante la próxima década y más allá ”, agregó.
A lo largo de los 10 años de SARRP y en el futuro, Xstrahl ha estado innovando continuamente. No solo es Xstrahl proactivo en la mejora de la tecnología SARRP a medida que se realizan avances, pero su pensamiento innovador se extiende a hacer que la tecnología SARRP sea más accesible y fácil de usar. Al facilitar el flujo de trabajo de un laboratorio y al mismo tiempo permitir estudios más avanzados, Xstrahl da un paso más hacia el objetivo final compartido: ayudar a erradicar el cáncer.
