Hunter Coffman var knap to år gammel, da han blev indlagt på Seattle børnehospital for en hjerneskanning. Han kastede op og havde svært ved at balancere, sidde og gå.
”Den aften fandt de en masse bagpå Hunter's hjerne, ” siger hans mor, Laura Coffman. Han blev hastet til en nødsituation i hjernekirurgi. ”Det hele skete meget, meget hurtigt.”
Nødoperationen frigav væske og lindrede således Hunter's symptomer, men han havde brug for en anden, mere invasiv operation for at fjerne tumoren. Det var den 28. december 2015, og den anden operation blev planlagt til 30. december.
For nogle få år siden - faktisk, selv nu - betød den kendte teknik til denne form for operation dybest set flyveblind. En kirurg vil bestille en MR-undersøgelse, undersøge resultaterne og derefter bruge det stillbillede som et kort til patientens hjerne under operationen. Men hjernen er ikke som et mellemstatssystem. Det er tredimensionelt, blødt og formbart, og når du begynder at pirke det med hovedbunder, ændrer det sig form. Det er gråt, og det samme er tumorer, der (når alt kommer til alt) består af hjernevæv.
Værre er, at konsekvenserne af en fejl er alvorlige. Tag for lidt væv ud, og patienten har stadig kræft. Tag for meget ud, og du fjerner de dele af hjernen, der kører syn, motorisk kontrol, kognitiv evne og næsten alt andet.
Et team af forskere ved Fred Hutchinson Cancer Research Center, University of Washington og opstart Blaze Bioscience bruger en unik tilgang til at løse dette problem: fluorescerende molekyler, der er knyttet til naturligt forekommende toksiner, inklusive skorpiongift, der fastgøres til kræftformer og lys dem op. Den såkaldte tumormaling fungerer i øjeblikket gennem kliniske forsøg. Inspireret af dens succes har Jim Olson, den læge, der opfandt det, forestillet sig en række andre anvendelser til lignende teknologi, fra at målrette andre kræftformer til Alzheimers behandling til gigt, og arbejder hurtigt for at gøre disse anvendelser også en realitet.
Det hele hænger sammen med disse mellemstore molekyler, der findes i naturen, der kan besætte en unik niche i kroppens kemi. Når man vidste, at gift og andre neurotoksiner, der opereres ved at binde sig til strukturer i hjernen, eksperimenterede teamet med ekstrakt fra en dødbringende skorpion kaldet deathstalker.
Voksen hjernekræft: side om side af en pre-operativ MR og en intraoperativ tumormaling BLZ-100-billeddannelse (Blaze Bioscience) ”Jeg var ikke rigtig godt om bord med det med det samme, ” siger Laura Coffman, Jagers mor. ”De eneste ord, jeg hørte, var skorpionegift, og det var virkelig svært for mig at forstå.” Endnu tungere var hendes bekymring for, at dette var uprovokeret teknologi, en del af et klinisk fase 1-forsøg. Hun vidste, at en fejl kunne gøre Hunter blind eller begrænse ham til en kørestol.
Men hun kom rundt. På bare en dag måtte hun og hendes mand beslutte forløbet for Hunter's behandling. Mens Tumor Paint er klassificeret som et lægemiddel, fordi det injiceres i patienten, beskrev Amy Lee, kirurgen i Hunter's sag, det som mere et værktøj, noget ekstra, hun ville bruge til at hjælpe operationen, ikke som en genopfindelse af processen. Coffmans var enige om det, og Hunter fik en dosis via IV før hans operation.
Da Tumor Paint kom ind i Hunter's blodstrøm, gik det vej til hans hjerne og til tumoren der. Så gik det fast. Den unikke ting ved tumormaling og især det gift-afledte molekyle ved basen er dens størrelse og form. Det er et peptid, foldet i en unik form, og det søger kræft og griber fast. Ved at indlejre en fluorescerende partikel i molekylet (kaldet en chlorotoksin) kunne Olson og hans besætning få tumorer til at lyse op under infrarødt laserlys. (Infrarød er usynlig for øjet, så kirurger er stadig nødt til at operere via en skærm, men det er almindeligt, siger Olson.)
Hjørnet bløddelssarkom. Billedet til venstre viser fluorescensen af Tumor Paint BLZ-100, og billedet til højre er en histologisk (H&E) farve, der viser vævets morfologi. (Blaze Bioscience) Det hele skete gennem Olsons søgen efter at oplyse tumorer, men den vigtigere innovation kan være selve peptidet. Når det kombineres med farvestoffet, kalder Olson det et “optid” - et optimeret peptid. Dye er ikke det eneste, han har været i stand til at knytte til sine optides. De kunne være køretøjer til levering af medikamenter, tage kemomedicin direkte til tumorer, og forskellige, men lignende molekyler kunne føre andre kørere til andre dele af kroppen.
Da Tumor Paint var klar til at bevæge sig mod markedet, grundlagde Olson Blaze Bioscience for at hyrde den rejse. Derefter gik hans laboratorium slags nødder, designede eller valgte titusinder af andre molekyler, som de troede kunne fungere som optider, og ved hjælp af en specialbygget robot til at sortere gennem dem alle. Ethvert toksin var en potentiel kandidat, også forbindelsen i solsikker, der holder bugs væk. De lægger nogle af disse molekyler i dyr, ser hvor de går hen og udforsker terapeutiske ideer baseret på det.
”Spørgsmålet er virkelig, hvordan kan vi bruge tegningerne fra naturen til at hjælpe så mange mennesker som vi muligvis kan i løbet af de næste 50 år eller deromkring?” Siger Olson. ”Det er slags den sjove, rene videnskabelige side af tingene. Spekulerer på, hvad naturen og evolutionen har skabt her, og så, når du først lærer det, hvordan kan vi bygge videre på det for at gøre det terapeutisk for menneskelige patienter? ”
Men det er mere langsigtede ting på narkotika-opdagelsesstadiet. I mellemtiden kører Blaze Bioscience udvikling på Tumor Paint, og det er i samtaler med FDA om design af fremtidige forsøg. Hunter's operation var en del af et sikkerhedsforsøg, der har set 15 pædiatriske patienter indtil videre; næste kommer effektivitetstest.
Hunter er kun en patient, men hans bedring indtil videre er opmuntrende. Lee skar tumoren ud, bortset fra en tynd kappe, der tæppede hans hjernestamme. Derefter gennemgik han måneder med kemo- og strålebehandling, og han er nu i fysioterapi og ergoterapi, lærer, vokser og opfører sig som en normal treårig.
”Det føles rigtig godt at se ham vokse og prøve at være den person, som behandling og operation måske ville have ændret sig, ” siger Coffman.
