Hvert år besøger mere end en halv million amerikanere skadestuen på grund af problemer med nyresten. I de fleste tilfælde passerer stenene i sidste ende ud af kroppen af sig selv, men processen kan være ulideligt smertefuld.
Forskere fra MIT og Massachusetts General Hospital har nu udtænkt en potentiel behandling, der kan gøre det hurtigere og mindre smertefuldt at passere nyresten. De har fundet frem til en kombination af to lægemidler, der afslapper væggene i urinlederen – det rør, der forbinder nyrerne med blæren – og som kan gives direkte til urinlederen med et kateterlignende instrument.
Den afslappende virkning på urinlederen kan hjælpe stenene til at bevæge sig lettere gennem røret, siger forskerne.
“Vi tror, at dette kan få stor betydning for nyrestenssygdomme, som rammer millioner af mennesker,” siger Michael Cima, David H. Koch Professor of Engineering i MIT’s Department of Materials Science and Engineering, medlem af MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research og seniorforfatter på undersøgelsen.
Denne form for behandling kunne også gøre det nemmere og mindre smertefuldt at indsætte stents i urinlederen, hvilket nogle gange gøres efter en nyresten, for at forhindre, at røret bliver blokeret eller kollapser.
Christopher Lee, der for nylig har modtaget en ph.d.-grad i Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, er hovedforfatter på undersøgelsen, som i dag offentliggøres i Nature Biomedical Engineering.
Lokal lægemiddeloverførsel
Nyresten er lavet af hårde krystaller, der ophobes i nyrerne, når der er for meget fast affald i urinen og ikke nok væske til at skylle det ud. Det anslås, at omkring en ud af 10 mennesker vil få en nyresten på et tidspunkt i deres liv.
For nogle år siden begyndte Cima og Brian Eisner, der er medleder af nyrestensprogrammet på MGH og også er forfatter til artiklen, at overveje, hvordan man kunne forbedre behandlingen af nyresten. Mens nogle større sten kræver operation, er den sædvanlige behandlingsplan blot at vente på, at stenene passerer, hvilket i gennemsnit tager 10 dage. Patienterne får smertestillende medicin samt et oralt lægemiddel, der skal hjælpe med at slappe af i urinlederen, men undersøgelser har givet modstridende beviser på, om dette lægemiddel rent faktisk hjælper. (Der findes ingen FDA-godkendte orale behandlinger til behandling af nyresten og dilatation af urinlederen.)
Cima og Eisner mente, at det kunne være et bedre alternativ at give et muskelafslappende middel direkte til urinlederen. Det meste af smerten ved at passere en nyresten skyldes kramper og betændelse i urinlederen, når stenene passerer gennem det smalle rør, så en afslapning af musklerne omkring røret kunne hjælpe med at lette denne passage.
Omkring dette tidspunkt mødtes Lee, der dengang var ny studerende på MIT’s Health Sciences and Technology program, med Cima for at drøfte mulige afgangsprojekter og blev interesseret i at forfølge en behandling af nyresten.
Hvis man ser på, hvordan nyresten behandles i dag, har det ikke rigtig ændret sig siden omkring 1980, og der er en ret betydelig mængde beviser for, at den medicin, der gives, ikke virker særlig godt. Det er virkelig spændende, hvor mange mennesker dette potentielt kan hjælpe”.
Christopher Lee, hovedforfatter på undersøgelsen
Forskerne satte sig først for at identificere lægemidler, der kunne virke godt, når de blev leveret direkte til urinlederen. De udvalgte 18 lægemidler, der anvendes til behandling af sygdomme som f.eks. forhøjet blodtryk eller grøn stær, og udsatte dem for menneskelige urinlederceller dyrket i en laboratorieskål, hvor de kunne måle, hvor meget lægemidlerne afslappede de glatte muskelceller. De antog, at hvis de gav disse lægemidler direkte til urinlederen, kunne de opnå en meget større afslappende effekt end ved at give dem oralt, samtidig med at de minimerede den mulige skade på resten af kroppen.
“Vi fandt flere lægemidler, der havde den effekt, som vi forventede, og i alle tilfælde fandt vi, at de koncentrationer, der var nødvendige for at være effektive, var større, end det ville være sikkert, hvis de blev givet systemisk,” siger Cima.
Dernæst brugte forskerne intensiv computerbehandling til individuelt at analysere afslapningsreaktionerne hos næsten 1 milliard celler efter lægemiddeleksponering. De identificerede to lægemidler, der virkede særligt godt, og fandt ud af, at de virkede endnu bedre, når de blev givet sammen. Det ene er nifedipin, en kalciumkanalblokker, der bruges til behandling af forhøjet blodtryk, og det andet er en type lægemiddel, der er kendt som en ROCK (rho kinase)-hæmmer, som bruges til behandling af grøn stær.
Forskerne testede forskellige doser af denne kombination af lægemidler i urinlederen, der var fjernet fra svin, og viste, at de kunne reducere hyppigheden og længden af sammentrækninger i urinlederen dramatisk. Forsøg i levende grise viste også, at behandlingen næsten eliminerede urinlederens sammentrækninger.
I disse forsøg gav forskerne stofferne ved hjælp af et cystoskop, som minder meget om et kateter, men som har en lille fiberoptisk kanal, der kan forbindes med et kamera eller en linse. De fandt, at med denne type levering kunne stofferne ikke påvises i dyrenes blodbanen, hvilket tyder på, at stofferne forblev i urinlederens foring og ikke gik andre steder hen i kroppen, hvilket ville mindske risikoen for potentielle bivirkninger.
Ureteral afslapning
Der er behov for flere undersøgelser for at fastslå, hvor længe den muskelafslappende effekt varer, og hvor meget afslapning der skal til for at fremskynde stenpassagen, siger forskerne. De er nu ved at starte et nystartet firma, Fluidity Medicine, for at fortsætte udviklingen af teknologien med henblik på eventuel afprøvning på menneskelige patienter.
Ud over at behandle nyresten kan denne fremgangsmåde også være nyttig til afslapning af urinlederen for at hjælpe lægerne med at indsætte en ureteral stent. Det kunne også være en hjælp, når der skal placeres en anden form for instrument, f.eks. et endoskop, i urinlederen.
“Platformen parrer lægemiddeltilførsel til urinlederen. Vi er ivrige efter først at målrette muskelafslapning, og som udløbere af det har vi nyresten, urinlederstents og endoskopisk kirurgi,” siger Lee. “Vi har en masse andre urologiske indikationer, som vil gennemgå forskellige udviklingsveje, men som alle kan rammes og alle har meningsfulde patientpopulationer.”