Dobytie rakoviny vďaka nukleárnej medicíne - blog KSB
Spolu so začínajúcim Swiss Nuclides pracuje KSB vo svojom Health Innovation Hub na výrobe rádioaktívnych biomolekúl pre presnejšiu diagnostiku a terapiu nádorov. Výkonná riaditeľka spoločnosti Swiss Nuclides Leila Jaafar vysvetľuje, o čo ide.
Pani Jaafar, spoločnosť Swiss Nuclides, skúma produkciu takzvaných rádionuklidov v Zürichu, ktoré sľubujú lepšie výsledky v liečbe rakoviny. Čo sú to vlastne rádionuklidy?
Rádionuklidy sú nestabilné, rádioaktívne atómy. V zásade rozdeľujeme atómy na stabilné a nestabilné atómy. Nestabilné atómy sú rádioaktívne. To znamená, že sa rozpadajú pri emitovaní žiarenia a pomerne rýchlo strácajú svoju rádioaktivitu. Výnimkou je známy atóm uránu, ktorý je od prírody takpovediac permanentne rádioaktívny. Už v 30. rokoch 20. storočia si vedci uvedomili, že atómy môžete rádioaktívne bombardovať inými atómami. Zjednodušene povedané, je to aj náš plán. Pretože nukleárna medicína pracuje s touto umelou rádioaktivitou.
Čo je potrebné na generovanie umelej rádioaktivity?
Existujú rôzne spôsoby výroby, ako napríklad jadrové reaktory alebo cyklotróny, známe tiež ako urýchľovače častíc. Najväčší a najznámejší z týchto systémov na svete je v CERN v Ženeve. Na lekárske účely postačujú menšie cyklotrony v miestnosti normálnej veľkosti chránenej pred žiarením. Zvyčajne sú jadrá atómov vodíka vrhané na iné atómy. Bombardované atómy sa transformujú na požadované rádioaktívne atómy.
Prepracovaný proces: V cyklotróne sa vytvára umelá rádioaktivita, známa tiež ako urýchľovač častíc.
Aké sú ťažkosti v tomto procese?
Celý výrobný proces je - v závislosti od vyrábaného atómu - pomerne časovo náročný a komplikovaný. Najprv sa uistíme, že sa vytvorí hlavne iba požadovaný atóm. Ten sa potom vyčistí a naviaže na biomolekulu ako súčasť rýchlej chemickej reakcie. Inak sa rýchlo rozpadne. Potom nasleduje ďalší krok čistenia. V neposlednom rade ide o dodržiavanie prísnych bezpečnostných a hygienických predpisov.
Ako sa tieto rádionuklidy používajú v medicíne?
Diagnostika nukleárnej medicíny sa dnes používa na objasnenie väčšiny zhubných nádorov. Napríklad pri rakovine pľúc, prsníka, hrubého čreva a prostaty. Za týmto účelom sa pacientovi pred vyšetrením injikujú rádioaktívne látky, t.j. biomolekuly, ktoré sú označené umelými rádioaktívnymi atómami. Po určitej čakacej dobe sa urobia obrázky pacienta, ktoré ukazujú akumuláciu rádioaktívneho indikátora v ložiskách nádoru.
Základné vedomosti: nukleárna medicína
Nukleárna medicína sa zaoberá využitím rádioaktívnych atómov v lekárskej diagnostike a terapii. Na tento účel sú rádioaktívne atómy naviazané na biomolekuly. Výsledné rádioaktívne látky potom po podaní infiltrujú rôzne metabolické procesy v tele, v závislosti od typu. Tam sa ukladajú v ohniskách chorôb. Nukleárna medicína tak predstavuje metabolické procesy v ľudskom tele. Rádiologické metódy ako röntgen, CT, MR a ultrazvuk naopak ukazujú hlavne anatomické zmeny u pacienta.
Rádionuklidy preto zabezpečujú presnejšiu diagnostiku. Aké sú možnosti terapie?
Možné sú terapie napríklad pre nádory štítnej žľazy. Alebo u určitých pacientov s kostnými metastázami, rakovinou prostaty a rôznymi vzácnymi nádormi. Iný typ umelo vyrobeného rádioaktívneho atómu je naviazaný na vhodnú biomolekulu. Ak sa táto kombinácia vstrekne do pacienta, akumuluje sa v nádorových ložiskách a veľmi lokalizovaným spôsobom tam uloží rádioaktívne žiarenie. To znamená, že zhubné nádorové ložiská, ktoré sú rozšírené v tele, môžu byť špecificky zničené.
V čom vidíte najväčšie výhody v porovnaní s chemoterapiou?
Chemoterapia je často spojená s obrovskými vedľajšími účinkami. Je to tak preto, lebo použité látky sa distribuujú nielen lokálne, ale do celého tela. Potom majú silný účinok na nádor, ale majú tiež veľký vplyv na rôzne orgány a môžu ich dokonca poškodiť. Vhodné rádioaktívne indikátory sú oveľa adresnejšie, pretože sa viažu hlavne na nádor. To znamená, že rádioaktívne lúče pôsobia presne tam, kde sú potrebné.
Po vyčistení: Nuklidy sa plnia do fliaš a používajú sa na značenie biomolekúl. Hotové indikátory sú rozdelené do dávok pre pacientov.
Aké sú nebezpečenstvá liečby nukleárnou medicínou?
Diagnóza je v podstate bezpečná. Telo toleruje malé množstvo rádioaktivity, ktoré sa do pacienta dostane bez problémov. Pri liečbe sú potrebné vyššie dávky. Cieľom je použiť tie rádioaktívne indikátory, ktoré sa veľmi špecificky hromadia na nádore a nezaťažujú ďalšie orgány. To je však v súčasnosti možné iba v obmedzenej miere. Podľa toho sú napríklad aj obličky alebo močový mechúr silne ožarované, čo môže byť škodlivé. Princíp váženia prínosov a škôd je v medicíne všadeprítomný. Cieľom je teda dosiahnuť čo najväčší úžitok s čo najmenšími škodami.
Aký je aktuálny stav, kedy budú použité vaše rádionuklidy?
Spoločnosť Swiss Nuclides plánuje zahájiť komerčnú výrobu rádionuklidov do konca tohto roka. Spolupracujeme s Fakultnou nemocnicou v Zürichu a skupinou lekárskych technológií GE Healthcare. Paralelne s tým prebiehajú predklinické a následné klinické štúdie pre nové rádioaktívne indikátory. To v spolupráci s kantonálnou nemocnicou Baden a fakultnou nemocnicou Bazilej. Očakávame, že prvé vyšetrenia pacientov budeme môcť vykonať v roku 2022. Terapeutické aplikácie budú nasledovať neskôr.
Nové vízie pre nemocnicu budúcnosti
Centrum inovácií v zdraví kantonálnej nemocnice Baden je platformou pre inovácie v zdravotníctve. Cieľom je spolupracovať s partnermi na hľadaní riešení, ktoré neustále zlepšujú rozsah starostlivosti, procesov a služieb v nemocnici. Okrem finančnej podpory poskytuje KSB aj lekárske znalosti, dáta a vybavenie. Medzi známych partnerov KSB patria ETH Zürich, Fakultná nemocnica Zürich, Alpiq, GE Healthcare a Paul Scherrer Institute.