Muligt kvantespring i cancer-diagnostik

Er kemometrien et forskningsværktøj, som vil kunne diagnosticere kræft på et langt tidligere stadium, end det er tilfældet i dag?

Det spørgsmål har det været ganske naturligt at stille til Rasmus Bro, der er professor i kemometri og PAT (ProcesAnalytiskTeknologi) ved Det Biovidenskabelige Fakultet, KU.

Han er i gang med et fire-årigt forskningsprojekt med titlen: »Metabonomisk Cancer-Diagnostik«, som er blevet støttet med 7 millioner kroner af Villum Kann Rasmussen (VKR) Fondet.

Kemisk profilering

Rasmus Bro er leder af projektet.

Han vil sammen med andre forskere forsøge at udvikle en ny metode til cancer-diagnostik og -forståelse, som baserer sig på en komplet kemisk profilering af tarmkræft-blodprøver.

Ved hjælp af nye kemometriske metoder håber den 42-årige professor at finde nye biomarkører og nye metoder til tidlig diagnosticering, ny viden om årsagsfaktorer, hurtige og billige screeningsmetoder samt nye behandlingsmuligheder.

»Projektets resultater vil have betydning udover den konkrete cancer-diagnostiske anvendelse, idet de antages at vise, hvorledes lignende biologiske problemstillinger kan håndteres,« fortæller Rasmus Bro.

Kemometri er den videnskabelige disciplin, der omhandler udvikling og anvendelse af intelligente matematiske og statistiske metoder til behandling af store datamængder.

57.000 danskere

Som noget nyt anvender forskerne i projektet mange spektroskopiske teknikker samt et unikt datamateriale med mange tusind prøver. Ofte er markør-studier baseret på ganske få prøver, hvilket gør udvælgelse af enkeltmarkører særdeles risikabelt ud fra et statistisk synspunkt.

Men forskernes prøvemateriale består dels af et enestående sæt fra patienter på bl.a. Hvidovre Hospital udtaget med mistanke om tarmkræft umiddelbart inden en kikkertundersøgelse, dels af prøver fra befolkningsundersøgelsen "Kost, kræft og helbred", hvor ikke mindre end 57.000 danskere er blevet undersøgt og har afgivet blod og urin 1-10 år, før en eventuel tarmkræftdiagnose er blevet registreret i Cancerregisteret.

Undersøgelsen er indsamlet af Kræftens Bekæmpelse, og såvel professor Hans Jørgen Nielsen, Hvidovre Hospital, som overlæge Anne Tjønneland, Kræftens Bekæmpelse, vil indgå i projektet.

Alt i alt et forskningsprojekt, som kan vise sig at være banebrydende.

Hypotese

Rasmus Bro arbejder ud fra følgende hypotese: På ethvert udviklingsniveau af kræft forventes det, at de biologiske forudsætninger og forandringer vil manifestere sig lokalt i tumoren såvel som direkte og indirekte i biokemiske ligevægte i kroppen som helhed.

Disse ændringer vil være flere, jo længere fremskreden kræftsygdommen er. Det er derfor muligt at måle den ændring, som kræft indebærer, ved at måle på biokemiske forandringer i f.eks. urin eller blod. Yderligere forventes det, at forandringer eller manifestationer af risikofaktorer, der er til stede før sygdommen, kan diagnosticeres.

Ny forståelse af kræft

Kemometriske undersøgelser af prøver indsamlet umiddelbart forud for diagnosen giver mulighed for at identificere diagnostiske markører, mens prøver indsamlet tidligere, f.eks. ét eller flere år inden sygdommen er brudt ud, kan bidrage til at identificere risikofaktorer.

»Vi vil udvikle nye metoder til diagnosticering, screening og overvågning af tarmkræft ved hjælp af kemisk fingerprinting og multivariat dataanalyse. Disse nye metoder vil kunne anvendes på fremtidige patienter ud fra tilsvarende data, men modellerne vil også blive anvendt til at forklare, hvorledes patienter adskiller sig.«

»Denne viden vil forhåbentlig give en ny forståelse for kræftens natur og udvikling og vil kunne pege på, om enkelt-markører eller kombinationer af sådanne kan erstatte enten nuværende eller spektroskopiske metoder samt give os indsigt i nye behandlingsmuligheder,« afslører Rasmus Bro.

Mønstre frem for enkeltmarkører

Nye proteomiske markører har vist diagnostisk eller prognostisk potentiale for tarmkræft, men er endnu ikke i stand til at erstatte eksisterende metoder. De nye markører måler typisk specifikke peptider i blod, men problemet er, at variation i én enkelt kemisk komponent ikke umiddelbart er tilstrækkeligt til at skelne de relevante kliniske tilstande. Ved at lave en komplet kemisk profilering kan man samtidigt måle et stort antal biomarkører samt deres vekselvirkninger og dermed få en komplet profil i stedet for blot fragmenter af en sådan.

Det er netop sådanne ændringer i biokemiske sammenhænge, der er karakteristiske for udvikling af cancer. Det er derfor sandsynligt, at kvantificering af sammenhænge i stedet for blot niveauer vil lede til markant bedre mulighed for at kvantificere og kvalificere udviklingen af cancer.

Lavet i samarbejde med Det Biovidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet