En ny og enestående teknologi udviklet på DTU har åbnet for et alternativ til eksisterende diagnostik. Med et nyt sporstof er det muligt at finde de kræfttyper, som før har været svære at opdage.
Hvert år får tusindvis af danskere en kræftdiagnose, og prostatakræft er den næsthyppigste kræfttype hos mænd. Men netop prostatakræft kan være svær for lægerne at opdage i tide. I dag er PET-skanning (Positron Emmision Tomografi) en af de mest anvendte metoder til at diagnosticere kræft med. Patienten får her sprøjtet et let radioaktivt stof ind, der efterfølgende gør, at kræftknuderne lyser op på skanningsbilledet.
I dag findes der kun ét godkendt sporstof, som lægerne kan bruge, når de skal finde kræftknuder hos patienter med en PET-skanner. Sporstoffet er opbygget omkring et sukkermolekyle, som derfor optages i hurtigvoksende celler, som f.eks. kræftceller. Men sukkeret optages også i normale celler med en høj aktivitet, f.eks. hjerneceller. Og så udskilles det via nyrer og blære. I sidste ende betyder det, at man på patienternes skanningsbilleder ser både kræftknuder, nyrer, blære og organer med høj energiomsætning som oplyste områder. Kræftknuder, som befinder sig i disse områder, er derfor svære – eller helt umulige – at opdage med den nuværende metode. Udviklingen af et nyt sporstof er derfor nødvendigt, og med den nye teknologi er man kommet et stort skridt på vejen.
Nanokapsler med radioaktivt kobber
I behandlingen af kræft har man i flere år benyttet sig af de såkaldte nanokapsler eller liposomer, som kan transportere kemo-terapeutiske stoffer målrettet ud til kræftvævet. Liposomer består af en masse fedt-molekyler, som samler sig i små vandafvisende kapsler, hvor hulrummet kan bruges til at transportere stofferne. Liposomer har længe været populære til behandling, fordi de ikke i sig selv er giftige for kroppen, og fordi de har evnen til at ramme og ophobe sig specifikt i kræftvævet. Nu tester man muligheden for at anvende liposomer til diagnosticering på baggrund af forskning foretaget på DTU:
„Det helt nye i vores metode er, at vi som de første har udviklet en meget sikker metode til at få let radioaktive kobber-isotoper ind i liposomer. Vores metode er faktisk så effektiv, at man ender med at få et utrolig ’rent’ produkt, hvor 99 procent af liposomerne er fyldt med det let radioaktive kobber,“ fortæller en ovenud begejstret Thomas L. Andresen, der er seniorforsker på DTU Nanotech.
„Vi har derfor udviklet et nyt potentielt sporstof til PETskanning. Sammen med forskere på Panum Instituttet og DTU Nutech har vi allerede testet det på mus, og det har vist sig at være meget effektivt til at visualisere kræftknudens lokalitet og størrelse. Så vi har høje forhåbninger.“
Liposomet med Cu-isotoper i hulrummet. Overfladen er dækket af specifikke polymerkæder for at gøre liposomet i stand til at undgå immunforsvarets celler og for at sikre, at det når frem til tumoren.
Passiv transport til kræftvævet
En interessant egenskab ved liposomer er som sagt deres naturlige evne til at målrette sig mod kræftvæv. Væggen i alle sunde menneskers blodkar er indkapslet af et lag af celler, som ligger så tæt forbundet, at de danner en effektiv barriere til omgivelserne. Det forhindrer normalt alle større partikler i blodet i at slippe ud af blodåren. Thomas L. Andresen uddyber:
„Blodkar til kræftknuder er derimod utætte, hvilket vil sige, at cellerne ligger med større afstand imellem hinanden. Det er bl.a. denne egenskab, man udnytter, når man i dag anvender liposomer af bestemte størrelser som anticancer-medicin. Partikler mindre end 200 nanometer kan nemlig hurtigt trænge ind i kræftvævet direkte fra blodbanen, mens det raske væv holdes fri, idet raske blodkar ikke tillader partiklerne at passere.“
Kræftceller er bl.a. karakteriseret ved at vokse hurtigt, og de har derfor brug for en betydelig tilførsel af blod. Kræftcellerne stimulerer derfor selv dannelsen af nye blodkar til det syge væv.
„Det helt nye med denne teknologi er, at vi arbejder med et stof, som passivt optages i det hurtigvoksende kræftvæv. Det bevæger sig nemlig med blodet rundt i blodbanen og siver derfra kun ud i det omkringliggende væv, der udgøres af kræftcellerne. Der vil derfor også skulle gå lidt længere tid efter injektion, før man skanner, da det skal have tid til at komme rundt i hele kroppen,“ forklarer Thomas L. Andresen og fortsætter:
„I PET-skanningen vil det let radioaktive kobber udsende ’gamma-fotoner’, når stoffet henfalder, og det er denne stråling, som bliver synlig på det tredimensionelle billede af patienten i skanneren. Kræftcellerne og de andre aktive celler vil så at sige lyse op som et fyrtårn.“
Stoffet vil altså kunne vise ikke bare, hvor tumoren er, men måske vigtigst af alt har det potentialet til at vise, om der er kommet mere eller mindre blodtilførende væv til tumoren, og dermed kan man bedømme, om den stadig vokser. I et behandlingsforløb vil dette kunne vise sig yderst relevant i forhold til at vurdere, om den valgte kemoterapi er effektiv mod tumoren, eller om der skal skiftes til en anden type af kræftbehandling.
Teknologien har også potentiale som metode til lokal strålebehandling, hvor man i stedet for kemoterapeutiske stoffer fylder liposomet med radio-isotoper. Men skal teknologien anvendes til dette, er det nødvendigt med mere forskning.