Gold-Nanorods-unterstützte photothermische Therapie von Blasenkrebs bei Mäusen: Eine computergestützte Studie über die Auswirkungen der Verteilung von Gold-Nanorods im Zentrum, an der Peripherie und auf der Oberfläche von Blasenkrebs

HINTERGRUND UND ZIELE: Die gold-Nanorod-unterstützte photothermische Therapie (GNR-PTT) ist eine Krebsbehandlung, bei der in den Tumor eingearbeitete GNRs als Foto-Absorber fungieren, um den thermischen Zerstörungseffekt zu erhöhen. Im Falle der Blase gibt es einige mögliche Wege, den Tumor mit GNRs anzusteuern, nämlich peri/intra-tumorale Injektion und intravesikale Instillation von GNRs. Diese beiden Ansätze führen zu unterschiedlichen GNR-Verteilungen im Tumor und können das Behandlungsergebnis beeinflussen. METHODIK: Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen der heterogenen GNR-Verteilung in einem typischen Setup der GNR-PTT. Drei Fälle wurden berücksichtigt. Fall 1 betrachtet die GNRs im Tumorzentrum, während Fall 2 ein hypothetisches Szenario darstellt, in dem GNRs an der Tumorperipherie verteilt sind; diese beiden Fälle repräsentieren die intratumorale Ansammlung mit unterschiedlichem Grad der GNR-Verbreitung im Tumor. Fall 3 wird erreicht, wenn GNRs die exponierte Tumoroberfläche anvisieren, die die Blasenwand durchdringt, wenn sie durch intravesikale Instillation geliefert werden. ERGEBNISSE: Die Ergebnisse zeigen, dass für eine Laserleistung von 0,6 W und einem GNR-Volumenanteil von 0,01 % die Fälle 2 und 3 erfolgreich waren, um nach 330 bzw. 470 Sekunden Laserbestrahlung die vollständige Tumoreradikation zu erreichen. Fall 1 konnte keinen vollständigen Tumorschaden erzeugen, als die GNRs im Tumorzentrum konzentriert waren, schaffte es jedoch, vollständigen Tumorschaden zu erzeugen, wenn die Verbreitung der GNRs breiter ist. Die Ergebnisse aus Fall 2 zeigten ebenfalls ein anderes Heizprofil im Vergleich zu Fall 1, was darauf hinweist, dass die thermische Ablation während der GNR-PTT von der GNR-Verteilung im Tumor abhängt. Fall 3 zeigt ähnliche Ergebnisse wie Fall 2, wobei eine allmähliche, aber uniforme Erwärmung beobachtet wird. Die Fälle 2 und 3 zeigen, dass eine uniforme Erwärmung des Tumors die Schäden an den angrenzenden Geweben verringern kann. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Unterschiedliche GNR-Verteilungen, die mit den verschiedenen Methoden zur Einführung von GNRs in die Blase während der GNR-PTT verbunden sind, beeinflussen das Behandlungsergebnis von Blasenkrebs bei Mäusen. Eine unzureichende Verteilung während der intratumoralen Injektion von GNRs kann die Behandlung ineffektiv machen, während sie durch intravesikale Instillation verabreicht wird. Die durch intravesikale Instillation erreichte GNR-Verteilung bietet einige Vorteile gegenüber der intratumoralen Injektion und ist einer weiteren Erforschung wert.