Istniejące metody diagnostyczne coraz lepiej są w stanie wykryć zmiany nowotworowe, ale ich problemem jest to, że zazwyczaj są masywne i mało mobilne. Polscy naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego pod kierunkiem prof. Pawła Moskala stworzyli przenośny tomograf, który można dowolnie rozłożyć i złożyć w innym miejscu. To może znacznie ułatwić pracę lekarzom. O badaniach prof. Moskala pisano już m.in. w Nature Communications.
Czym jest PET?
Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) to technika obrazowania, w której zamiast zewnętrznego źródła promieniowania rentgenowskiego lub radioaktywnego (jak w tradycyjnej tomografii komputerowej), rejestrowane jest promieniowanie powstające podczas anihilacji pozytonów (antyelektronów). Technika ta jest uważana za jedno z największych osiągnięć w diagnostyce nowotworów, pozwalającą na skuteczne namierzanie komórek rakowych.
Czytaj też: Nowotwory wciąż zbierają pokaźne żniwo. Połowy zgonów można uniknąć
W PET wykrywa się podwyższony metabolizm glukozy w komórkach nowotworowych (pochodzący od analogu glukozy – fludeoksyglukozy, FDG). Zazwyczaj zmiany te można wykryć jeszcze przed wystąpieniem objawów w innych badaniach diagnostycznych. PET najlepiej sprawdza się w badaniu chłoniaków, raka płuc, nowotworów głowy i szyi. W niektórych przypadkach technika ta może okazać się skuteczna w diagnozowania raka prostaty, a także przerzutów do mózgu lub kości.
Zgodnie z obowiązującym stanem wiedzy, tkanki nowotworowe metabolizują nawet 10 razy więcej glukozy niż komórki prawidłowe. Można zatem mieć podejrzenie, że wykryta podwyższona emisja FDG ma podłoże nowotworowe.
Niestety, obecne aparaty PET są nieporęczne i drogie, więc badania tego nie da się przeprowadzić w każdych warunkach. Zespół prof. Pawła Moskala z Uniwersytetu Jagiellońskiego stworzył prototyp lekkiego i przenośnego tomografu, który daje lekarzom całkiem nowe możliwości.
Prof. Paweł Moskal mówi:
Cel naszych badań to zbudowanie tomografu PET, który pozwala na analizę metabolizmu podawanych człowiekowi substancji w całym ciele i wszystkich tkankach jednocześnie. To istotne nie tylko dla stwierdzenia, co dzieje się w organizmie z lekami, ale także do wykrywania nowotworów oraz schorzeń układu krwionośnego.
Przenośny tomograf
Prof. Paweł Moskal od kilkunastu lat pracuje nad miniaturyzacją tomografów PET. Jego zespół stworzył już w pełni funkcjonalny prototyp urządzenia zbudowanego z 24 modułów, które można swobodnie transportować i składać tam, gdzie jest to potrzebne. Było to możliwe, dzięki zastosowaniu elementów wykonanych z tworzyw sztucznych.
Prof. Paweł Moskal dodaje:
Musieliśmy w tym celu opracować wiele zupełnie nowych rozwiązań, począwszy od elektroniki, przez metody rekonstrukcji sygnałów aż po analizę danych. Mamy na to już ponad 40 patentów. Nasz prototyp ma 50 cm i waży 60 kg. W pełnej formie urządzenie pozwalające na zobrazowanie całego ciała będzie ważyło kilkaset kilogramów. Będzie można je przenosić i otwierać, a pacjent będzie miał komfort związany z tym, że zawsze będzie mógł z niego wyjść.
Projekt budowy Jagiellońskiego Pozytonowo Emisyjnego Tomografu J-PET był współfinansowany z Funduszy Europejskich przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu TEAM ze środków pochodzących z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój.
Prof. Ewa Stępień z Uniwersytetu Jagiellońskiego, kierująca badaniami medycznymi w zespole, wyjaśnia:
Jesteśmy w stanie mierzyć, jak długo radioaktywne atomy istnieją wewnątrz organizmu człowieka. W próżni to trwałoby około 140 nanosekund, czyli miliardowych części sekundy, a w organizmie człowieka jeszcze krócej, co związane jest m.in. ze stopniem natlenienia tkanki. Wiemy, że tkanki nowotworowe zawsze są mniej utlenione niż zdrowe. Oznacza to, że mierząc precyzyjnie czas istnienia tych atomów, lekarze – bez konieczności wykonania biopsji – będą w stanie lepiej niż obecnie rozróżniać tkanki zdrowe, objęte stanami zapalnymi, od nowotworów określając nawet stopień złośliwości danego guza.