Novel predictive response models and analysis techniques for treatment and diagnosis with radiopharmaceuticals


Populärvetenskaplig sammanfattning

Behandling av cancer med radioaktiva läkemedel är en effektiv behandlingsform som ökar i omfattning, både nationellt och internationellt. Resultat som uppnås är minskad tumörbörda, ökad livskvalitet och förlängd livslängd, men det är få som blir botade. Viktiga orsaker till detta är att patienterna ofta får behandling sent i sin sjukdom och att behandlingen sker på ett standardiserat sätt. Detta projekts huvudsyfte är att vi skall få mer individanpassade behandlingar med radioaktiva läkemedel och att upptäcka sjukdomsförekomsten tidigare.
 
Projektet kommer generera resultat som kan bli användbara för flera behandlingar men de studier som ingår är i huvudsak inriktade på att förbättra två behandlingsformer; en för tumörer som har mottagare för hormonet somatostatin på cellytan och en för levertumörer. Forskningsprojektet är tvärvetenskapligt och innefattar specialister inom medicinsk strålningsfysik, onkologi, klinisk fysiologi, molekylärbiologi, kirurgi, radiologi och patologi.
 
Det inledande steget innan behandling handlar om att kartlägga tumörförekomsten och avgöra om tänkt behandling är rätt. För att kartlägga tumörernas utbredning i kroppen kan radioaktiva läkemedel användas. En liten mängd radioaktivt läkemedel injiceras i patienten och via blodkärlen transporteras läkemedlet till tumörerna där det tas upp. Detta upptag kan sedan visualiseras med hjälp av s.k. SPECT och PET kameror som ger tredimensionella bilder av det radioaktiva läkemedlets fördelning. Dessa bilder har dock dålig upplösning vilket gör det svårt att upptäcka små tumörer samt bestämma om upptaget är tillräckligt högt och jämnt fördelat, vilka båda påverkar behandlings effektiviteten. I vår forskning har vi utvecklat ny metod för att öka upplösningen i SPECT kameror. Metoden bygger på att vi för varje patient simulerar strålningens väg från patienten till kameran. Denna information används sedan vid skapandet av de tredimensionella bilderna. Våra första resultat visar på en klart förbättrad bildkvalitet. Målet är att vidareutveckla denna bildgenererande metod och att också applicera den för PET kameror. För att ytterligare förbättra detekterbarheten av små tumörer kommer vi att använda ovanstående metod tillsammans med vår nyligen konstruerade statistiska metod, som anger sannolikheten för tumörförekomst.
 
Med förbättrad bildkvalitet kommer också noggrannheten i stråldosberäkningarna till tumörer och de kritiska organen njure och lever att förbättras. Dessutom kommer troligen stråldosens korrelation till hur vävnaden reagerar att förbättras. Benmärgen är ytterligare ett kritiskt organ vars erhållna dos behöver beräknas noggrant. Men, det har varit svårt att finna pålitliga metoder för att beräkna stråldosen till benmärgen, och man har inte sett något samband mellan den stråldos man beräknat och responsen från benmärgen. Därför har vår forskargrupp utvecklat en ny robust metod för att beräkna stråldos till benmärg, baserad på tvådimensionella bilder, och ett samband mellan stråldos och benmärgsrespons kan ses med denna nya metod. Planen är att förbättra metoden och i förlängningen utveckla den till att kunna användas i tredimensionella bilder.
 
I projektet ingår också att skapa en tredimensionell modell av hur leverkärlträdet ser ut för att bättre kunna beräkna stråldosvariationer för den småskaliga läkemedelsfördelning som inte är detekterbar med hjälp av SPECT eller PET kameror. I denna teoretiska modell kommer vi att analysera vad som påverkar fördelningen av det radioaktiva läkemedlet och vilken stråldos och respons detta kan resultera i. Detta småskaliga sätt att beräkna stråldos bör innebära förutsättningar att uppnå ett tydligare samband mellan stråldos och biologisk respons.
 
I de kliniska studierna kommer lämpliga biologiska markörer för individuell strålkänslighet att mätas och analyseras. För de två radioaktiva läkemedlen som studeras kommer vi konstruera responsmodeller som innefattar stråldos, strålkänslighet och patientspecifika faktorer, såsom ålder och övrig sjukdomsförekomst, och kalibrera dem mot uppmätt klinisk respons. Vi förväntar oss att dessa nya responsmodeller tillsammans med de övriga framtagna metoderna för tidigare tumörupptäckt och ökad precision i stråldosberäkningar, kommer att leda till en bättre, mer individanpassad behandling med radioaktiva läkemedel.
 
 
Peter Bernhardt, projektansökan 2016:78


Stiftelsen Jubileumsklinikens Forskningsfond mot Cancer • info@jubileumsklinikenscancerfond.se • Pg 90 09 79 - 6 • Bg 900-9796 • Tel 020-90 09 79
Organisationsnr. 857200-8244