Forskere fra Aarhus Universitet har udviklet en matematisk model, som gør, at undersøgelser af kroppens metabolisme kan blive hurtigere og mere præcise.
\ Historien kort
- Skanningsmetode kan på ufarlig vis finde ud af, hvordan kræftknuder udvikler sig.
- Skanningsmetoden benytter sig ikke af radioativitet eller stråling.
- Danmark har to ud af kun en håndfuld af disse maskiner i verden.
Det betyder, at læger potentielt kan bruge en bestemt type skanninger, kaldet hyperpolariserede MRI-skanninger (se faktaboks), til med det samme at se, om eksempelvis en kræftbehandling har en effekt, hvordan diabetesmedicin virker på den enkelte patient, eller med stor præcision studere stofskiftet hos en person med hjerte-kar-problemer.
Den matematiske model gør det også muligt at sammenligne MRI-skanninger med PET-skanninger og derved validere resultaterne af denne nye skanningsmetode, som kan blive et vigtigt undersøgelsesværktøj i lægernes værktøjskasse.
»Selve undersøgelsesmetoden er relativ ny, men i takt med at den bliver udviklet med blandt andet en matematisk model som vores, kan den blive et vigtigt supplement til PET-skanninger, så man kan få lavet meget mere præcise undersøgelser af kroppens metabolisme ved en række forskellige sygdomme,« fortæller manden bag den nye matematiske model, Christoffer Laustsen, der er lektor ved Institut for Klinisk Medicin ved Aarhus Universitet.
Den matematiske model er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Scientific Reports.
Måler effekt inden for få timer
Christoffer Laustsen forestiller sig, at læger blandt andet kan benytte sig af MRI-skanninger til at evaluere effekten af en kræftbehandling.
Kræftceller er kendetegnet ved, at deres stofskifte er sat voldsomt i vejret, og det kan hyperpolariserede MRI-skanninger måle.
Det gør MRI-skanneren ved at danne billeder af, hvordan en modificeret udgave af fedtsyren acetat bliver omdannet i kroppens celler, efter læger har sprøjtet det ind i patienten.
Her vil skanneren opfange et anderledes resultat fra raske celler i forhold til kræftceller.
Undersøgelsen tager kun to minutter og giver et meget præcist billede af, hvor i kroppen acetat bliver omdannet, hvor hurtigt det bliver omdannet, og hvad det bliver omdannet til.
»På den måde kan vi inden for timer se, om en kræftbehandling har en effekt på kræftcellerne, eller om deres metabolisme fortsætter ufortrødent. Vi behøver altså ikke længere vente uger eller måneder på at måle, om kræftknuden ændrer størrelse,« siger Christoffer Laustsen.
Undgår 1.000 prostatakræftoperationer årligt
Skanningsmetoden kan blive særligt relevant at bruge til at følge udviklingen af eksempelvis prostatakræft, hvor 1.000 danske mænd får fjernet prostata om året på grund af mistanke om aggressiv kræft, selvom det senere viser sig, at det ikke var nødvendigt med en operation.
\ Om MRI og PET
MRI-skanning er en skanningsmetode til at undersøge kroppens organer. Metoden benytter sig af blandt andet magnetfelter og radiobølger til lave billeder af kroppens indre.
Hyperpolariseret MRI er en danskudviklet metode til at forbedre undersøgelser med MRI. Ved at ændre (hyperpolarisere) kulatomernes magnetisme i eksempelvis det sukkerstof som lægerne sprøjter ind i kroppen, kan lægerne efterfølgende følge, hvordan sukkerstoffet bliver optaget og omdannet af kroppens celler.
Hyperpolariseret MRI øger præcisionen af MRI-skanningerne med 10.000 til 20.000 gange.
Der findes på nuværende tidspunkt kun meget få maskiner på verdensplan til at hyperpolarisere sukkerstoffer inden en MRI-skanning. I Danmark har vi to – én på Skejby Sygehus og én på Rigshospitalet.
Det fortæller Jan Henrik Ardenkjær-Larsen, der er centerleder for Center for Magnetic Resonance ved Danmark Tekniske Universitet og opfinder af hyperpolariseret MRI.
Får mænd først fjernet prostata, leder det ofte til impotens og ufrivillige vandladninger, og derfor vil læger helst ikke operere, hvis det ikke er nødvendigt
\ Læs mere
De mangler dog metoder til at kunne sikre sig, hvornår det er nødvendigt, og hvornår det ikke er.
Fordelen ved at bruge hyperpolariseret MRI-skanninger er ifølge Jan Henrik Ardenkjær-Larsen, at metoden ikke benytter sig af radioaktivt materiale og skadelige stråler, og derfor kan læger skanne oftere, end de kan med blandt andet en PET-skanner.
»Ved hyppigt at skanne med hyperpolariseret MRI kan man hele tiden være klar til at skride ind med en operation, hvis sygdommen ser ud til at ændre sig til det værre. På den måde er der ekstremt store perspektiver i metoden. Ved næsten alle former for sygdomme sker der noget med cellernes metabolisme tidligt i sygdomsforløbet, og det kan hyperpolariseret MRI måle,« fortæller Jan Henrik Ardenkjær-Larsen, der ikke har noget med det nye studie at gøre.
Planlægger forsøg på patienter
Det lovende perspektiv er ikke grebet ud af den blå luft.
Faktisk har forskerne fra Aarhus Universitet allerede fået tilladelse til at undersøge, om metoden virker på patienter med kræft i bugspytkirtlen.
Her vil de følge kræftens udvikling, mens patienterne er under behandling, og løbende justere behandlingen for at optimere patienternes chancer for at blive fri for deres sygdom.
»Vi har allerede vist, at det kan lade sig gøre i dyrestudier, men motivationen er, at det kan komme patienter til gavn,« siger Christoffer Laustsen.
Sammenligner metoder med matematik
I det nye forskningsresultat har forskerne fra Aarhus Universitet udviklet en matematisk model, som gør, at de kan sammenligne de data, som de får ud af MRI-skanneren, med data fra en PET-skanner.
PET-skanninger er en meget veletableret klinisk undersøgelsesmetode, som er en del af lægernes værktøjskasse, når de vil undersøge patienter for forskellige sygdomme, eksempelvis om kræft har spredt sig.
PET-skanneren fungerer på mange måder som MRI-skanneren, men en undersøgelse tager 90 minutter og benytter sig af et radioaktivt stof, når den skal måle på stofskifteprocesserne inde i kroppen.
\ MRI kan se ting, som PET ikke kan
På nogle punkter kan hyperpolariserede MRI-skanninger overgå PET-skanninger, fordi de to skanningsmetoder måler på forskellige parametre.
PET-skanninger ser på cellernes optag af sukker som et mål for cellernes metabolisme, mens MRI-skanningerne ser på, hvad sukkeret bliver omdannet til.
I nogle organer, der har et meget højt sukkeroptag eller blodgennemstrømning, eksempelvis nyrerne, kan det være svært med en PET-skanner at se, om det høje sukkeroptag skyldes nyrernes normale funktion eller eventuelt en kræftknude.
Da MRI-skanneren ser på, hvad sukkeret bliver omdannet til, oplever den ikke de samme vanskeligheder ved at identificere en kræftknude i nyrerne.
I det nye studie har forskerne vist, at de ved at benytte deres matematiske model på data fra MRI-skanneren kan få de samme resultater ud af deres målinger som PET-skanneren, men uden brug af radioaktivt stof.
Samtidig går det meget stærkere.
»Når vi kan få de samme resultater ud af MRI-skanneren, som man får ud af PET-skanneren, viser det, at metoden virker, som vi gerne vil have den til,« fortæller Christoffer Laustsen.
Næste skridt er at lave kliniske forsøg på mennesker
Jan Henrik Ardenkjær-Larsen fortæller, at Christoffer Laustsens nye studie potentielt er rigtig spændende, da forskere derved bedre kan forstå de resultater, som de får ud af skanningerne.
»Det er et vigtigt skridt på vejen mod mere udbredt brug af metoden, men det ultimative mål er at lave kliniske forsøg, for så kan vi sige, om metoden kan gøre en forskel for patienter,« siger Jan Henrik Ardenkjær-Larsen.
