Przełomowe badania Polaków w diagnozie glejaka. Wykorzystali autorski tomograf

Nowe badania polskich naukowców mogą skierować przyszłość diagnostyki onkologicznej na nowe tory. Uczeni z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie i Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego jako pierwsi na świecie wykonali obraz pozytonium mózgu człowieka. Pozytonium to atom, który jest wynikiem połączenia elektronu i antyelektronu, czyli pozytonu i stanowi podstawę tomografii komputerowej. Jak to działa? W skrócie: fotony emitowane przez rozpadające się atomy pozytonium są wykrywane przez dostępne w szpitalach tomografy PET. Aby trójwymiarowy obraz wnętrza ciała był widoczny na monitorze, pacjent otrzymuje w zastrzyku odpowiedni radiofarmaceutyk, na przykład glukozę z radioaktywnym fluorem. W efekcie diagnosta otrzymuje dość dokładny obraz danego narządu, co pozwala mu przyjrzeć się zmianom nowotworowym.

Tomograf J-PET (od: Jagielloński-PET), czyli urządzenie stworzone przez zespół profesora Pawła Moskala z Instytutu Fizyki UJ im. Mariana Smoluchowskiego, dodaje do tej technologii jeszcze jeden parametr: czas.

Czytaj też: Polscy naukowcy stworzyli parówkę z ziemniaka.

- Profesor Paweł Moskal, będący "frontmanem" tego zespołu, zbudował urządzenie, które jest w stanie zmierzyć czas życia atomu pozytonium. Rutynowe badanie PET tomografem tego nie mierzy. Sprawdza jedynie, gdzie gromadzi się radiofarmaceutyk, a nie, jak długo żyje. Ten nowy parametr jest przełomowy dla diagnostyki obrazowej - wyjaśnia w rozmowie z tvn24.pl profesor Ewa Stępień z Zakładu Fizyki Medycznej UJ.

Czas ten - liczony w nanosekundach - okazuje się w diagnozowaniu nowotworów niezwykle istotny. Dlaczego? - W naszym poprzednim badaniu porównaliśmy czas życia pozytonium w tkance tłuszczowej prawidłowej i w tkance nowotworowej. Okazało się, że w tej nowotworowej czas życia atomu był krótszy. Te wyniki doprowadziły nas do zmierzenia czasu życia pozytonium w mózgu pacjenta, porównując tkankę zdrową i glejaka. Tu też okazało się, że pozytonium w glejaku "żyje" krócej - zaznacza prof. Stępień.

Czytaj też: Koty potrafią uczyć się nowych słów nie gorzej niż niemowlęta

Przełomowe badania w mózgu pacjenta przeprowadzono w trakcie nowatorskiej terapii nowotworów glejaka prowadzonej przez prof. Leszka Królickiego i prof. Jolantę Kunikowską w Warszawskim Uniwersytecie Medycznym.

Prof. Stępień podkreśla, że dzięki badaniom, których pierwsze wyniki zostały niedawno opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Science Advances", będzie można "lepiej diagnozować nowotwory, prawdopodobnie nawet wykonywać biopsje wirtualne, bez przeprowadzania bardzo inwazyjnego zabiegu, szczególnie w przypadku mózgu". Dzięki technologii wykorzystanej w J-PET obraz badanej tkanki będzie po prostu bardziej precyzyjny.

Naukowczyni ma nadzieję, że dzięki tomografowi z Krakowa w przyszłości możliwe będzie całkowite odejście od tradycyjnej biopsji, czyli inwazyjnego pobrania tkanki do badań. Wyeliminowanie tej procedury medycznej to jednak wciąż perspektywa przyszłości. W środowisku naukowym nie ma też konsensusu co do tego, że jest to w ogóle możliwe.

Pewne jest to, że tomograf J-PET ma zastosowanie w praktyce. Został już przetestowany w boju - prototyp przez kilka miesięcy służył diagnostom w Szpitalu Uniwersyteckim w Krakowie. Korzystali z niego pacjenci ze skierowaniem na badania z wykorzystaniem rutynowych radiofarmaceutyków.

- Urządzenie skonstruowane przez nasz zespół, tomograf J-PET, mogłoby całkowicie zastąpić "tradycyjne" tomografy. Jego konstrukcja, zaprojektowana przez prof. Moskala, nie składa się z kryształów, nie jest tak duża i ciężka (J-PET waży ok. 60 kg - red.), w dodatku bardzo droga. Zamiast tego J-PET składa się z plastiku i jest około dziesięciokrotnie tańszy od krystalicznego tomografu, dzięki czemu badanie mogłoby być dużo powszechniejsze i tańsze - wylicza zalety rozwiązania prof. Ewa Stępień. Podkreśla, że niektóre firmy zaczynają już wprowadzać opracowaną w Krakowie technologię w swoich urządzeniach. O tym, jak nowatorskie to rozwiązanie, świadczy fakt, że jego konstruktorzy zgłosili łącznie 40 patentów.

Zaletą tomografu J-PET jest niewątpliwie jego cena - dzięki plastikowej konstrukcji jest wielokrotnie tańszy od "klasycznych", kryształowych tomografów PET, a to z kolei może przełożyć się na jego dostępność dla pacjentów. Zespół naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego zaprojektował już najnowszą wersję tomografu, który będzie mógł obrazować całe ciało człowieka, a nie tylko jego fragment. Ma zostać wybudowany do 2028 roku i znaleźć się w Centrum Teranostyki Uniwersytetu Jagiellońskiego (centrum to skupia się na rozwijaniu polskiego tomografu).

"Tomograf ten umożliwi wykonywanie nie tylko obrazów, ale także filmów ukazujących metabolizowanie farmaceutyków w całym ciele pacjenta i będzie pierwszym tomografem umożliwiającym jednoczasowe obrazowanie PET, obrazowanie pozytonium i obrazowanie splatania kwantowego fotonów opracowywane właśnie przez Zespół J-PET" - informuje w komunikacie Uniwersytet Jagielloński.

Jak czytamy na stronie Krajowego Rejestru Nowotworów, rocznie z powodu chorób nowotworowych umiera w Polsce 100 tysięcy osób, a ponad 1,17 mln osób żyje z chorobą nowotworową. Oznacza to, że na każde 100 tysięcy mieszkańców aż 440 ma zdiagnozowany nowotwór. Mężczyźni umierają statystycznie na nowotwory częściej niż kobiety, a najwięcej zgonów u obu płci przypada na siódmą i ósmą dekadę życia.