Podczas zabiegu radioterapii lekarze powinni wiedzieć, jakie jest stężenie tlenu w nowotworze. Jeżeli tlenu jest poniżej określonej wartości, wówczas niszczone są bardziej zdrowe komórki aniżeli guz - mniej czuły na terapię. Pomiar poziomu tlenu umożliwi nowoczesny tomograf, który powstaje w projekcie finansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR).
Dawka naświetlenia oraz moment, kiedy można je zastosować, ma istotne znaczenie w walce z nowotworami. O tym, czy moment jest właściwy, czy też nie, decyduje m.in. ciśnienie parcjalne tlenu, które może być rozumiane jako stężeniu tlenu. Parametr ten zmienia się w ciągu doby i zależy od wielu czynników. Dzięki takim informacjom lekarze wiedzą, że naświetlania będą niszczyć nowotwór, a nie zdrowe komórki. Mogą regulować dawki terapii, co sprawi, że jest ona mniej bolesna, bardziej spersonalizowana i ma mniej skutków ubocznych.
Diagnostyka zmierza do tego, żeby naświetlać guzy akurat wtedy, kiedy natężenie tlenu jest największe. Prace na zwierzętach potwierdzają taką możliwość. Ma to znaczenie w nowotworach mózgu, oka, czy przy małych organach u dzieci.
Takiego tomografu jeszcze nie było. Konstruktorzy budują urządzenie, które nie tylko potrafi zlokalizować nowotwór, ale również sprawdzić, czy pacjent jest gotowy na naświetlanie. Zabieg może rozpocząć się w danej chwili lub kilka minut później, w zależności od tego, czy zadziałały leki podane po to, żeby stężenie tlenu było optymalne największe.
Na razie powstają dwa prototypowe urządzenia, które będą wykorzystywane przez naukowców prowadzących badania na gryzoniach. Tomograf pozwoli lokalizować u myszy i szczurów nowotwory na bardzo wczesnym etapie rozwoju oraz sprawdzać, jakie jest w danym momencie stężenie tlenu w komórkach guza i natychmiast przeprowadzać terapię. To oferta dla instytucji badawczych.
Jeden tomograf pracuje na częstotliwości 250 MHz, drugi na 1 GHz - wykorzystuje 4 razy wyższe pole magnetyczne i charakteryzuje się 16 krotnym wzrostem czułości. Są to tomografy do zastosowań biomedycznych, na razie laboratoryjnych - do badań na małych ssakach. Działają szybciej niż obecnie stosowane urządzenia tego typu. Są w stanie wykonać pomiar obiektów większych niż 2 cm, nawet do 5 cm. To ważna zmiana, bo można śledzić rozwój nowotworu też u dojrzałych ssaków.
Zastosowano w nich techniki elektronowego rezonansu paramedycznego EPR. Technologia dotyczy wolnych rodników, w uproszczeniu cząstek posiadających nieparzystą ilość elektronów tworzących poszczególne wiązania pomiędzy poszczególnymi molekułami. Badanie ma pokazać, gdzie się znajduje nowotwór, nawet jeśli jeszcze go nie widać. Mimo, że nie ma zmian anatomicznych, to pomiar stężenia tlenu pomoże lekarzowi wskazać zmiany nowotworowe w wybranym organie. Już w trakcie takiego badania można przystąpić do leczenia i użyć radioterapii, żeby zniszczyć guz.
Terapie antynowotworowe najpierw muszą przejść walidację na zwierzętach. Obecnie stosowane urządzenie pozwala badać co najwyżej dwucentymetrową mysz, ale badanie trwa nawet godzinę. To nie daje praktycznych informacji, bo stężenie tlenu zmienia się w czasie - kiedy oddychamy, ruszamy się, bądź pod wpływem innych bodźców. Nowy tomograf daje pole do badań dla pięciocentymetrowych obiektów. Dodatkowo skraca czas pomiaru do minuty. Dzięki temu lekarz zna chwilowe wartości utlenowania i decyduje: "Naświetlanie - teraz!"
Nowe tomografy są nie tylko urządzeniami wspomagającymi terapię, ale - jak twierdzą ich twórcy - mają do zaoferowania nie mniej, niż PET. Terapia i diagnostyka nowotworów to tylko fragment możliwych zastosowań. Poprzez obrazowanie można też przekazać informacje na temat stresu oksydacyjnego czy też wolnych rodników, które przyjmujemy podczas posiłków. To cenne informacje dla osób, które chcą się lepiej odżywać i nie spożywać rodników przyczyniających się do rozwoju chorób cywilizacyjnych. Badanie może też wskazać, czy zaburzona jest równowaga między wytwarzaniem wolnych rodników a ich pochłanianiem. Jeżeli gospodarka wolnych rodników jest zaburzona, rośnie zagrożenie nowotworem.
Urządzenie ma wielkość obudowy komputera stacjonarnego. Ma szansę trafić do laboratoriów naukowych prowadzących badania na zwierzętach, ale też do szpitali - oczywiście po przejściu gruntownych badań.
Budowane przez spółkę Novilet urządzenia będą mogły kupić instytucje zajmujące się badaniami, kliniki uczelniane. Spółka i grupa badaczy wywodzi się z uczelni, wcześniej realizowali projekt PO IG dotyczący tomografii EPR na Politechnice Poznańskiej. Inżynierowie nadal współpracują z naukowcami na zasadzie wymiany poglądów, m.in. z Uniwersytetem Adama Mickiewicza, Uniwersytetami Medycznymi w Poznaniu i Katowicach oraz Uniwersytetem Jagiellońskim.
Spółka Novilet w ramach PO IR uzyskała dofinansowanie w ramach programu "szybka ścieżka". NCBR przeznaczyło 3 mln 883 tys. zł dofinansowania na 3 lata realizacji projektu, który rozpoczął się 1 czerwca 2015 r.
PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk
Źródło: naukawpolsce.pap.pl