Rak velja za eno najsmrtonosnejših bolezni sodobnega časa. Za njim bo v svojem
življenju zbolel eden od dveh ljudi. Velik napredek na področju zdravljenja raka je v
zadnjih letih prineslo molekularno slikanje, ki omogoča prepoznavo celotnih
tumorjev, saj so ti zelo heterogeni, kar druge metode pred tem niso omogočale. O
prednostih molekularnega slikanja smo se pogovarjali z dr. Robertom Jerajem, ki je
profesor medicinske fizike, človeške onkologije, radiologije in biomedicinskega
inženiringa na Univerzi v Wisconsinu, deluje pa tudi na Fakulteti za matematiko in
fiziko v Ljubljani. Je eden od pobudnikov, da je tudi v Sloveniji mogoče študirati
uporabo fizike v medicini. Trenutno se nahaja v ZDA, zato smo se z njim pogovarjali
po Skypu.
Po besedah dr. Jeraja je velik problem tumorjev v tem, da so precej heterogeni, torej
sestavljeni iz različnih celic. Pri klasični metodi biopsije, kjer se iz telesa vzame vzorec celic ali
košček tkiva, z analizo prepoznajo zgolj tretjino tumorja, drugi dve tretjini pa sta drugačni.
”Ta problem rešimo z medicinskim slikanjem, s katerim lahko slikamo celoten tumor. Če se
tumorji po zdravljenju na istem mestu ponovno pojavijo, se pogosto precej razlikujejo od že
ozdravljenjih tumorjev.”
Molekularno slikanje prikazuje procese v človeškem telesu
A kaj sploh je molekularno slikanje? Pod anatomsko slikanje spadajo rentgen, CT oziroma
računalniška tomografija in MR oziroma magnetna resonanca. Od elektronskega slikanja pa
je drugačno molekularno slikanje, kjer poznamo metodi scintigrafijo in PET oziroma
pozitronsko emisijsko tomografijo. Pri metodi PET timidin, ki ga DNK potrebuje za delitev, označijo s fluorom, ki seva. Za tumorje je znano, da se pospešeno delijo, zato pri
molekularnem slikanju ugotavljajo, kje v telesu je največ kontrastnih agentov, torej
fluorotimidina. Fluor 18 je pozitronski sevalec, torej oddaja pozitrone. Gre za antidelec
elektrona. Ko to spojino vbrizgajo v telo, se ta porazdeli po telesu. Detektorji jo zaznajo in
lahko se rekonstruira slika, ki prikazuje, kje v telesu so koncentracije spojine oziroma kje v
telesu so tumorji.
Po besedah dr. Jeraja s PET slikanjem ugotavljajo kakšni so tumorji, kako so sestavljeni in
kako se s časom spreminjajo. Hkrati pa se ukvarjajo tudi z možgani, kako se spreminjajo
zaradi na primer Alzheimerjeve bolezni ali pa Parkinsonove bolezni. ”Torej kaj počnemo je
to, da poskušamo uporabiti molekularno slikanje, ki ga potem na kompliciran način
analiziramo, z namenom, da napovemo, kako se bodo pacienti odzivali na zdravljenje.
Vzamemo na primer sliko pred terapijo in po terapiji in primerjamo homogenost tumorja,
torej kako se tumor razlikuje,” nam je razložil dr. Jeraj.
Molekularno slikanje omogoča natančnejše in hitrejše prognoze
Molekularno slikanje namreč ni uporabno zgolj pri zdravljenju tumorjev, temveč tudi drugje.
Eden od primerov je akutna mieloična levkemija. Gre za rakavo bolezen krvnih celic, pri
kateri se bele krvničke nenormalno delijo in kopičijo v kostnem mozgu, s tem pa motijo
tvorbo normalnih krvnih celic. Brez zdravljenja polovica obolelih umre v treh mesecih, v enem letu pa večina. Zdravljenje s kemoterapijo življenje pacientom nekoliko podaljša,
polovica jih umre po desetih mesecih. Za okvirno prognozo se uporablja metoda biopsije, kar
pomeni, da vzamejo vzorec iz kostnega mozga. Pri pacientih pri katerih naredijo biopsijo en
mesec po začetku zdravljenja, kar trikrat več preživi tistih z dobro prognozo, v primerjavi s
tistimi s slabo. Radi pa bi seveda napoved opravili čim prej. Pri tistih pacientih, kjer so
biopsijo opravili po štirinajstih dneh od začetka zdravljenja, je bila napoved napačna v kar 64
odstotkih. ” Uporabili smo medicinsko slikanje, saj nas je zanimalo, če bo bolj natančno.
Ugotovili smo, da lahko že drugi dan po zdravljenju natančno napovemo, kaj se bo s
pacientom dogajalo pozneje,” nam je povedal dr. Jeraj.
Molekularno slikanje je zaradi svojih prednosti uporabno tudi drugje
Največ se molekularno slikanje uporablja v onkologiji, v približno 90-95 odstotkih, pa tudi v
nevrologiji, za razumevanje možganov in tudi za preučevanje bolezni možganov, kot sta
Alzheimerjeva in Parkinskonova bolezen, v kardiologiji in drugje.
Pri pacientih z metastatskim rakom na prostati se ta sčasoma razširi po celotnem telesu,
pogosto na kosti. Pri zdravljenju se nekateri deli po telesu odzivajo na zdravljenje, nekateri
ne, nekateri deli so ozdravljeni, spet drugi se pojavljajo na novo. Z biopsijo bi bilo to
nemogoče ugotoviti, saj bilo treba narediti biopsije po celotnem telesu, kar pa je praktično
nemogoče.
Drag razvoj in zdravljenje ter veliko število znanstvenikov, potrebnih za razvoj
Za razvoj zdravil se namenja ogromno denarja – eno uspešno zdravilo stane več kot
milijardo. Prav tako razvoj enega zdravila znanstvenikom vzame veliko časa – več kot
petnajst let. Hkrati pa celoten proces zaznamuje veliko neuspehov. Podobno je pri
molekularnem slikanju. Razvoj enega agenta za molekularno slikanje stane približno pol
milijarde dolarjev. Ena preiskava stane nekaj tisoč evrov. Naprave za slikanje stanejo
približno tri milijone dolarjev. V zadnjih letih zato vse bolj v ospredje stopa tako imenovana
natančna medicina. Leta 2016 je takratni predsednik ZDA Barack Obama kar 215 milijonov
dolarjev namenil za razvoj natančne medicine.
Ne le veliko denarja, za razvoj enega samega zdravila je potrebno tudi veliko znanstvenikov iz najrazličnejših področij – celične biologije, kemije, radiologije, medicinske fizike, farmacije,
medicine, matematike, računalništva in drugih. Zaradi širokega polja področij, iz katerih
prihajajo znanstveniki, je v Sloveniji preučevanje molekularnega slikanja plod sodelovanja
štirih ustanov – programske skupine na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani,
katere član je tudi dr. Jeraj, Onkološkega inštituta, Univerzitetnega kliničnega centra in
Inštituta Jožefa Stefana. Kot omenjeno, drugi in tretji že imata naprave PET, ki omogočajo
molekularno slikanje. Edino, kar nam v Sloveniji še manjka, je način proizvajanja
radioizotopov, saj nimamo pospeševalnika za njihovo izdelavo. Te zato uvažamo iz sosednje
Avstrije.
Eno največjih odkritij v sodobni medicini
Dr. Robert Jeraj nam je med pogovorom omenil precej zaskrbljujoče dejstvo. Kar eden od
dveh ljudi bo v času svojega življenja zbolel za rakom. Bi glede na ta podatek in glede na
dejstvo, da molekularno slikanje veliko prispeva pri uspešnosti zdravljenja z rakom, lahko
rekli, da gre za eno največjih odkritij v sodobni medicini?
”Molekularno slikanje do deset let nazaj ni bilo tako razširjeno. Ni se uporabljalo v klinični
praksi. Potem pa so naredili veliko študijo o uporabnosti molekularnega slikanja. Ugotovili
so, da je uporabno za diagnozo bolezni, za določanje stadija bolezni oziroma koliko je
bolezen že napredovala in pri ponovitvi bolezni. Približno tretjini pacientov se je zaradi
molekularnega slikanja močno spremenil potek zdravljenja. Tretjini pacientov se je
zdravljenje spremenilo, a v manjšem obsegu. Samo eni tretjini ljudi molekularno slikanje ni
dodatno pomagalo pri njihovem zdravljenju. Če torej pogledamo na to iz matematičnega
vidika – dve tretjini ljudi od molekularnega slikanja profitira, raka pa dobi približno ena
polovica ljudi. Ena tretjina vseh ljudi na svetu torej profitira od molekularnega slikanja.
Molekularno slikanje je torej na vsak način eno največjih odkritij v medicini v zadnjih letih.”
