Kanser Tedavisinde Yeni Modalite: Elektrik Alan Tedavisi

Elektrik alan tedavisi yani orjinal adı ile "Tumor Treating Fields" (TTF), bugüne kadar kullanılan tedavi seçeneklerinden çok farklı olmakla birlikte bir takım vakalarda elde edilen şaşırtıcı derecede iyi sonuçlarla birlikte bu tedavi seçeneğini her geçen gün daha ön plana çıkarmaktadır.

Normal şartlar altında kanser tedavilerindeki tedavi yaklaşımı, cerrahi, radyoterapi, kemoterapi ve bu tedavilerin kombinasyonundan oluşmakta. TTF tedavi yönteminde, ilgili bölgeye yerleştirilen elektrotlar sayesinde kanser hücreleri üzerinde oluşturulan elektrik alanı ile tümör kontrolü ve iyileşmesi hedeflenmektedir.

TTF tedavisi fiziksel olarak iki parametreyi temel almakta: Diopole alignment (dipol hizalama) ve Dielectrophoresis (dielektroforez). Elektriksel dipol, birbirine eşit ve zıt yüklerin yanyana olması olarak tanımlanır ⁽¹⁾. Dipol hizalama ise bu yüklerin belirli bir hizada bulunmasını ifade etmekte. Tedavide nasıl bir rol oynadığını ise şöyle anlatabiliriz: Mitoz bölünmede hücre içinde ki kromozom sayısı iki katına çıkar ve ekvatorda dizilirler. Dizilen bu kromozomların yarısı bir kutupdan diğer yarısı da diğer kutupta ki mikrotübüller tarafından çekilir. Sonrasında hücre başına düşen kromozom sayısı eşit olacak şekilde hücre ikiye bölünür. Bölgeye elektrik alan uygulandığında ise dipol hizalama mekanizması ile mikrotübüllerin oluşumu engellenir ve kromozomlar kutuplara çekilemez. Bu durumda hücre ya bölünmeden ölür ya da normal olmayan kromozom dağılımı nedeniyle bölünmenin akabinde ölür.

Resim 1a. Hücre İçindeki Mikrotübüller ve Kromozomlar

Resim 1b. Hücre Bölünmesi Sonrasında Normal Olmayan Kromozom Dağılımı ve Hücre Ölümü

Dielekroforez, kalıcı ya da indüklenmiş elektrik dipollerinin, bu dipolleri bir elektrik alan kaynağına doğru çeken kuvvetten kaynaklanan devinimi olarak ifade edilir ⁽²⁾. TTF tedavisi esnasında ki rolü ise; elektrik alanı uniform olmadığında polar veya yüklü moleküllerden oluşmuş olan hücre içindeki yapılar daha yoğun elektrik alanına doğru göç ederler. Yani hücre bölünmesi esnasında elektrik alan yoğunluğu nedeniyle kromozomlar hücrenin ikiye bölündüğü yerde toplanır ve bölünemeyen hücre ölür.

Resim 2a. Polar veya Yüklü Moleküllerden Oluşmuş Hücre İçerisindeki Yapıların Dielektroforez Etkisi ile Yoğun Elektrik Alanına Doğru Göç Etmesi

Resim 2b. Dielektroforeziz Etkisi ile Hücrenin İkiye Bölündüğü Yerde Toplanan Kromozomlar ve Hücre Ölümü

Tedavi uygulaması ise günde en az 18 saat ve her gün uygulanmak zorunda. Yani tedavi hiç bitmiyor. Kanser hücreleri sürekli elektrik alan altında tutulmalı aksi durumda kontrolsüz hareketlerine kaldıkları yerden devam etmekteler. Bu nedenle hasta hayatının geri kalanında sırtındaki bir çanta içerisine yerleştirilmiş elektrik alanı üreticisi ve kafasında ki probelar ile günün en az 18 saatini geçirmek durumunda.

Resim 3. TTF Tedavi Uygulanması

TTF tedavi yöntemi İsrail'li bilim adamı Prof. Dr. Yoram Palti tarafından geliştirildi. 2002 yılında Hafia'da araştırma merkezi kurulmasının ardından yapılan çalışmalar (hayvan deneyleri, Faz II ve Faz III randomize çalışma) sonucunda. 2011 yılında tekrarlayan glioblastoma hastaları için U.S. Food and Drug Administration (FDA) tarafından onay verildi ⁽³⁾. Glioblastoma, beyin tümörleri içinde en agresif olan türlerden biridir. Glioblastoma hastalarında medyan sağkalım 14.6 aydır. ⁽⁴⁾ Hastalığın tedavi yaklaşımında ise önce cerrahi ardından radyoterapi ve kemoterapi uygulanmaktadır. Fakat hastalık bir süre sonra nüks etmekte ve nüks sonrası hastanın yaşam kalitesinin oldukça düşmesine neden olmaktadır. Tekrarlayan gliblastomalarda uygulanan TTF tedavisinde ise oldukça dikkat çekici sonuçlar mevcut. Bu konuda yapılan faz III randomize çalışma şu şekilde:  Tekrarlayan 237 glioblastom hastasından 117 sine kemoterapi uygulanırken kalan 120 hastaya TTF tedavisi uygulanıyor. Kemoterapi uygulanan 117 hastadan 7 tanesinde kısmi yanıt alınırken, hiçbir hastada tam yanıt elde edilemiyor ve 36 ay içinde hastaların tamamı kaybediliyor. TTF uygulanan 120 hastadan ise 11 hastada kısmi yanıt alınırken 3 hastada tam yanıt elde ediliyor. ⁽⁵⁾ Yani 3 hasta hastalıktan arınmış bir şekilde normal yaşamlarına devam ediyor. Her ne kadar 120 hasta içerisinden 3 hasta az bir rakam olarak görünse de glioblastoma gibi agresif seyreden bir hastalık için önemli bir rakam olduğunu ifade etmek gerekir.

Resim 4. Tekrarlayan Gliobastoma Hastasının TTF Tedavisi ile 12 Aylık Takibi

Resim 4' de tekrarlayan bir glioblastoma hastasının bir yıllık takibi sonucunda elde edilen MRG sonuçlarını görmekteyiz. Altıncı ayın sonunda lezyon oldukça küçülüp ve toparlanmış bir şekilde gözükmekte iken, onikinci ayın sonunda lezyonun neredeyse tamamının kaybolduğu görülmekte. En önemlisi ise bu hasta normal yaşantısına, yaşam kalitesi düşmeden devam edebilmekte.

TTF tedavisi yapan cihaz sadece kiralanmakta ve aylık kiralanma bedeli olarak yaklaşık 20.000 dolar talep edilmekte. Yüksek maliyeti nedeni ile herkesin faydalanması mümkün olmayan bu tedavinin, ilerleyen yıllarda fiyatının daha alt seviyelere düşmesi bekleniyor.

Kaynaklar
[1] http://www.kuark.org/2012/11/elektrik-dipolu-ve-su-molekulu/
[2] http://www.nuveforum.net/1187-terimler-sozlugu-d/229644-dielektroforez/
[3] http://www.novocure.com/about-us/our-history.aspx

[4] "Radiotherapy plus Concomitant and Adjuvant Temozolomide for Glioblastoma" Roger Stupp, M.D., Warren P. Mason, M.D., Martin J. van den Bent, M.D., Michael Weller, M.D., Barbara Fisher, M.D., Martin J.B. Taphoorn, M.D., Karl Belanger, M.D., Alba A.Brandes, M.D., Christine Marosi, M.D., Ulrich Bogdahn, M.D., Jürgen Curschmann, M.D., Robert C. Janzer, M.D., Samuel K. Ludwin, M.D., Thierry Gorlia, M.Sc., Anouk Allgeier, Ph.D., Denis Lacombe, M.D., J. Gregory Cairncross, M.D., Elizabeth Eisenhauer, M.D., and René O. Mirimanoff, M.D., for the European Organisation for Research and Treatment of Cancer Brain Tumor and Radiotherapy Groups and the National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group* N Engl J Med 2005; 352:987-996 March 10, 2005 DOI: 10.1056/NEJMoa043330

[5] NovoTTF-100A versus physician's choice chemotherapy in recurrent glioblastoma: a randomised phase III trial of a novel treatment modality.
Stupp R1, Wong ET, Kanner AA, Steinberg D, Engelhard H, Heidecke V, Kirson ED, Taillibert S, Liebermann F, Dbalý V, Ram Z, Villano JL, Rainov N, Weinberg U, Schiff D, Kunschner L, Raizer J, Honnorat J, Sloan A, Malkin M, Landolfi JC, Payer F, Mehdorn M, Weil RJ, Pannullo SC, Westphal M, Smrcka M, Chin L, Kostron H, Hofer S, Bruce J, Cosgrove R, Paleologous N, Palti Y, Gutin PH. Eur J Cancer. 2012 Sep;48(14):2192-202. doi: 10.1016/j.ejca.2012.04.011. Epub 2012 May 18.

[6] https://www.ted.com/talks/bill_doyle_treating_cancer_with_electric_fields
Resim 1a,1b,2a,2b. http://www.novocure.com/our-therapy/mechanism-of-action.aspx
Resim 3. http://inhabitat.com/worlds-first-cancer-treating-nanorobot-unveiled-in-south-korea/bacteriobot-nanorobot/
Resim 4. https://www.ted.com/talks/bill_doyle_treating_cancer_with_electric_fields

*Katkılarından dolayı Prof. Dr. Kaan Oysul’a teşekkür ederim.