Mer effektive måter å kjempe mot kreft er målet for forskerne bak en ny metode for å produsere radioaktive stoffer. De fant også en bedre måte å frakte disse stoffene til svulsten.

– Det er viktig at vi får mer kunnskap om hvordan vi får bedre effekt av kreftbehandlingen. Vi må lage bedre behandlingsformer, sier professor Kathrine Røe Redalen ved Institutt for fysikk på NTNU.

Vanlig strålebehandling kan gi store skader på friskt vev også. Mer presis strålebehandling kan gi bedre resultater. Da slipper kanskje pasienten så store bivirkninger.

Målet med mer presis behandling er å bare bestråle de syke cellene og skåne de friske. Men skal du greie det, må du finne frem til de syke cellene.

Med den nye fremgangsmåten kan forskerne både finne disse syke cellene og bestråle dem direkte, uten å skade friskt vev så mye.

Teranostikk – både diagnose og behandling

Teranostikk kan du like gjerne lære hva er med én gang.

– En metode for å målrette behandlingen er å bruke teranostiske radionuklider for å gi ekstra stråling fra intern strålebehandling, sier professor Røe Redalen.

Så hva betyr nå egentlig det? 

Teranostikk er såpass nytt og et så lite brukt begrep blant andre enn fagfolk at det ikke engang har egen Wikipedia-side på norsk ennå. Her trengs en forklaring.

Ved teranostikk kan forskerne både ta bilde av kreftcellene og samtidig behandle sykdommen. To ting på en gang, altså. Dette gjør de ved hjelp av radioaktive atomer eller sporstoffer, kalt radionuklider.

– Med teranostikk kan vi få en presis diagnose. Men om vi bruker bestemte radionuklider med spesielle egenskaper, får vi samtidig en intern bestråling fordi mye energi avsettes på et avgrenset område, sier Røe Redalen.

Denne høye energien fra de radioaktive stoffene brukes da til å drepe de ondartede kreftcellene.

– Behandlingsformen er dermed både selektiv og målrettet. Den gir færre bivirkninger og en mer effektiv behandling enn konvensjonell strålebehandling fordi vi skader mindre friskt vev. I tillegg får andre organer en betydelig lavere stråledose, sier Røe Redalen.

Ny metode for å lage stoffer for kreftbehandling

Men teranostikk krever altså at vi har spesielle radioaktive stoffer tilgjengelig. I Trondheim har forskere fra flere fagfelt nå samarbeidet om å utvikle en ny, automatisk produksjonsprosess for å fremstille en radioaktiv nuklide som heter kobber-64 (64Cu).

– Denne brukes ikke i behandling av kreft i Norge i dag, men den er en spennende nuklide til teranostikk. Med den nye syklotronen som nå finnes ved St. Olavs Hospital kan vi utforske nye muligheter innen teranostikk lokalt, sier Røe Redalen.

En syklotron er en maskin som blant annet brukes til å fremstille ulike radioaktive stoffer. 

– Produksjonsmetoden vi har utviklet i dette prosjektet, er pålitelig og gir godt utbytte med høy renhet av produktet, sier forsker og kjemiker Morten Karlsen ved avdeling for nukleærmedisin på St. Olavs Hospital.

Sentralt i arbeidet er Tengzhi Liu. Han har bidratt i utviklingen av produksjonsprosessen. Dette har han blant annet gjort sammen med Morten Karlsen og Kathrine Røe Redalen.

Teranostikk gir skånsom behandling

– Vi lagde teranostiske radionuklider der kobber-64 kobles sammen med bærermolekyler. Disse bærermolekylene hjelper til med å transportere radionukliden til kreftcellene, sier Liu.

En klinisk godkjent teranostisk radionuklide er basert på kobber-64. Denne kobles sammen med bærermolekylet ATSM.

– Fordelen med å bruke radioaktivt kobber-64 er at vi enkelt kan måle opptaket. Kobber-64 sender også ut noe som kalles augerstråling. Dette er høyenergetisk stråling som avsetter en terapeutisk stråledose innen ekstremt korte avstander internt i cellene, sier Liu.

På denne måten kan forskerne derfor direkte se effekten av opptaket i cellene. Siden augerstråling har så kort rekkevidde, gir strålingen veldig liten skade på normale celler. 

Dermed blir det lite bivirkninger av behandlingen. Behandling med radioaktivt kobber-64 kan derfor være en veldig skånsom behandling for pasienter.

Utviklet nytt og bedre bærermolekyl

Forskergruppen har tidligere slått fast at mekanismene for hvordan kobber-64 sammen med ATSM tas opp og fører til celledød i kreftcellene fortsatt er uklare. 

De fant også at ATSM som bærermolekyl har flere svakheter.

– Vi ønsket derfor å teste ut andre og muligens bedre bærermolekyler. I den forbindelse har vi derfor utviklet et annet bærermolekyl. Dette kalles elesclomol, sier Liu.

– Resultatene viser at kobber-64 sammen med elesclomol gir langt bedre terapeutisk effekt enn når ATSM brukes. 

Han forteller at studiene viser at kobber-64 sammen med elesclomol også tas opp i hjernen. 

– Dette er et spennende funn som vi vil se mer på videre, kanskje kan dette utvikles til ny behandling for hjernekreft, sier Liu.

Svulstens oksygenmangel gir mindre effektiv behandling

Tengzhi Liu har ikke bare vært med på å utvikle en ny metode for å fremstille radioaktive stoffer.

Kreft er celler som deler seg ukontrollert. I ondartede kreftsvulster deler celler seg raskt. Denne raske celledelingen krever stor tilførsel av oksygen fra blodårene. Men ofte får kreftsvulster problemer med å få nok oksygen. Denne oksygenmangelen kalles hypoksi.

Du skulle tro at hypoksi var bra, men den lave oksygenmetningen gjør isteden at kreftceller blir enda mer aggressive og at vanlig stråle- og cellegiftbehandling er mindre effektiv. 

Det kan igjen bidra til at kreften sprer seg til andre områder i kroppen, med dårligere utfall for pasientene.

Tengzhi Liu har derfor i tillegg undersøkt effektene av intern og ekstern bestråling i eksperimentelle modeller med og uten hypoksi.

Disse modellene har bestått av både celler fra prostatakreft og hjernekreft i laboratoriet. Han har også brukt mus.

Teranostikk vokser

En fersk vitenskapelig artikkel i Tidsskriftet for den norske legeforeningen viser at teranostikk er et voksende felt. Det kan gi mange nye muligheter innen persontilpasset kreftbehandling.

– Potensialet innen teranostikk er stort. I Norge har vi nå flere syklotroner som gir oss mulighet til å bidra innen dette området, sier Røe Redalen.

– Teranostikk etablerer seg i et økende tempo både nasjonalt og internasjonalt. I utlandet er det etablert flere såkalte teranostiske sentre med nødvendig personell, kompetanse og utstyr, sier Marianne Leirdal Stokkan.

Hun er avdelingssjef ved avdeling for nukleærmedisin og medisinsk fysikk, klinikk for bildediagnostikk på St. Olavs Hospital.

– Også her i Norge arbeides det for å utrede etablering av teranostiske sentre ved universitetssykehusene. Dette er nettopp for at vi skal greie å håndtere at vi får flere pasienter i framtida, sier Stokkan.

Referanser:

Tengzhi Liu: Development of Cu-64 radiopharmaceuticals for positron emission tomography (PET) imaging and treatment of hypoxic, aggressive cancer. eRapport,  NTNU, NV-fakultetet, Institutt for fysikk, 2022. 

Tengzhi Liu mfl.: Development of an automated production process of [64 Cu][Cu (ATSM)] for positron emission tomography imaging and theranostic applications. J Labelled Comp Radiopharm., 2022. Doi: 10.1002/jlcr.3973

Tengzhi Liu mfl.: Hypoxia imaging and theranostic potential of [64Cu][Cu(ATSM)] and ionic Cu(II) salts: a review of current evidence and discussion of the retention mechanisms. EJNMMI Res., 2020. Doi: 10.1186/s13550-020-00621-5

Tengzhi Liu mfl.: In vitro and in vivo characterization of [64Cu][Cu(elesclomol)] as a novel theranostic agent for hypoxic solid tumors. Eur J Nucl Med Mol Imaging., 2023. Doi: 10.1007/s00259-023-06310-4

Artikkelen er produsert og finansiert av NTNU

NTNU er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse sakene fra NTNU?

• 

  Kan vi få både billigere og mer etiske elbil-batterier?

• 

  I framtida havner kanskje epleskrotten din i en Boeing

• 

  Selvkjørende skip? Sjøfolk tviler på sikkerheten

• 

  De mest aktive barn og unge på sosiale medier, er også mest aktive offline

• 

  Forskere kan hjelpe redere med å nå tøffe klimamål

• 

  4×4-trening er populært og omdiskutert

Les flere saker fra NTNU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER