Pomocou Čerenkovho žiarenia, aké je v jadrových reaktoroch, sa dá odhaliť rakovina skôr.
Čerenkovo žiarenie v jadrových reaktoroch. Zdroj: Wikiwand.com
Čerenkovo žiarenie prirovnávajú popularizátori vedy k zvukovej rázovej vlne, no Čerenkovo žiarenie sa týka svetla. Ide o modrasté žiarenie, ktoré vzniká, keď sa nabité častice, napríklad elektróny, pohybujú rýchlejšie ako svetlo v nevodivom prostredí (rýchlosť svetla sa nedá prekročiť vo vákuu, avšak to neplatí pre iné médium). Bežne sa Čerenkovo žiarenie využíva napríklad v časticových urýchľovačoch pri vyhľadávaní neutrín, častíc menších ako atóm. Keďže ho spôsobuje aj rádioaktivita, vedci ho skúšajú využiť pri rádioterapii, ľudovo povedané ožarovaní zhubných nádorov pri onkologických ochoreniach. Umožňuje im totiž, aby ich lepšie videli.
Liečba môže byť presnejšia
Ako to funguje? Zdravotníci onkologickým pacientom podajú rádioaktívne indikátory (čiže rádioaktívne chemické zlúčeniny, ktoré sa spoja s rakovinovými bunkami. V podstate slúžia ako ich označovače, aby zdravotníci videli zhubné bunky – pozn. red.). Uvoľnené častice spôsobujú pri použití prístroja na princípe Čerenkovho luminiscenčného zobrazovania (CLI) vibrovanie cieľového tkaniva a vyžarovanie modrého svetla, ktoré potom zachytí kamera. Takto vysvetľuje jeho využitie v medicíne článok v Nature Biomedical Ingineering. Ten informuje o výsledkoch klinickej štúdie, v rámci ktorej vedci prístrojom na princípe CLI skenovali zhubné nádory.
O využití modrastého žiarenia pri hľadaní nádorov vedci uvažovali už dávnejšie. Pretože nemáme röntgenové videnie, nedokážeme pri onkologickej liečbe ožarovaním, napríklad gama lúčmi (využívajú sa aj iné), vidieť, či zasiahli iba nádor, na ktorý cielili, alebo aj zdravé tkanivo. Scienceworld.cz vysvetľuje, že práve Čerenkovo žiarenie môže vizualizovať tento proces on-line, takže lekár potom dokáže smerovať lúče priamo na nádor alebo upraviť ich dávkovanie.
Už v roku 2013 výskumníci z Geiselovej školy lekárstva v Darthmouth publikovali prvé výsledky z experimentu so zariadením, schopným zachytiť modrú luminiscenciu počas bežnej rádioterapie psa s nádorom v ústach a výsledky publikovali v Journal of Biomedical Optics. Ukázalo sa, že pri jeho operácii mohli presnejšie a v reálnom čase „vidieť“ nakoľko spoľahlivo rádioaktívne liečebné žiarenie zasahuje nádor.
Scenceworld.cz tvrdí, že neskôr použili rovnaký postup pri ožarovaní ženy, ktorá trpela rakovinou prsníka. Vďaka tomu zistili, že na jednom mieste v podpazuší dostávala privysokú dávku, a tak mohli smer lúča upraviť. Tímu sa vraj pomocou vyžarovania modrastého svetla z pokožky pri zákroku podarilo vizualizovať aj štruktúru mäkkých tkanív a ciev pod povrchom pokožky.
Pacient s Hodgkinovým lymfómom. Vľavo je nádor zobrazený štandardnou PET/CT metódou, vpravo CLI metódou. Zdroj: E.C. Pratt ET AL/Nature Biomedical Engineering 2022
CLI metóda ako počiatočný diagnostický test
Najnovšia spomínaná štúdia publikovaná v Nature hovorí o tom, že v období od mája 2018 do marca 2020 využili vedci CLI skeny pri liečbe nádorov u 96 účastníkov s rôznymi diagnózami vrátane lymfómu, rakoviny štítnej žľazy a metastatického karcinómu prostaty. Išlo o doteraz najväčšie klinické testovanie tohto druhu. CLI skeny porovnávali so štandardnými skenmi vyhotovenými pozitrónovou emisnou tomografiou (PET), známou aj ako počítačová tomografia (CT).
Článok v Science News vysvetľuje, že pri týchto testoch CLI zachytilo všetky rádioaktívne indikátory (ako sme vysvetľovali vyššie, ide o označovače zhubných buniek). To naznačuje, že CLI technológia je všestrannejšia ako PET, respektíve CT skenovanie, ktoré funguje len s niektorými rádioaktívnymi indikátormi. Obrázky CLI však nie sú také presné ako obrázky z PET, respektíve CT skenov.
Spoluautor štúdie Edwin Pratt z Memorial Sloan Kettering Cancer Center hovorí, že CLI by sa však mohlo použiť ako počiatočný diagnostický test alebo ako nástroj, pomocou ktorého sa posúdi veľkosť nádoru. „Bol by to rýchly a jednoduchý spôsob, ako zistiť, či sa deje niečo, čo si vyžaduje ďalšie vyšetrenie.” Antonello Spinelli, vedec pre predklinické zobrazovanie v Experimental Imaging Center v Miláne, dodáva, že táto technológia predstavuje sľubnú lacnú alternatívu, ktorá by mohla rozšíriť prístup k nukleárnemu zobrazovaniu v nemocniciach.
Zdroje: DOI: 10.1038/s41551-022-00876-4 (Nature Biomedical Ingineering), Scienceworld.cz, Science News
