Artikkel

Hjernekreft-behandling med protoner og smart medisin er under utvikling

Røntgenbilde av menneskehjerne

Hjernekreft-behandling med protoner og smart medisin er under utvikling

Forskere ved OUS og UiO leter etter en ny behandling for aggressiv hjernekreft. De første eksperimentene ved syklotronlaboratoriet har gitt lovende resultater.

Hvert år får i underkant av 300 personer i Norge påvist glioblastom, en svært aggressiv form for hjernekreft hvor kreftcellene har en sterk tendens til å spre seg i hjernevevet.

Forskere ved Oslo universitetssykehus, med Theodossis Theodossiou i spissen, ønsker å utvikle en ny kombinasjonsbehandling for denne typen kreft basert på legemidler og stråleterapi med protoner.

– Målsetningen vår er å kunne kurere pasienter med aggressiv hjernekreft, sier han.

Nina Edin, Theodossis Theodossiou, Eirik Malinen og Sunniva Siem på syklotronlaboratoriet
Nina Edin (t.v.), Theodossis Theodossiou, Eirik Malinen og Sunniva Siem på syklotronlaboratoriet. Foto: Hilde Lynnebakken /UiO

Legemidler fra hudkreftbehandling

Legemidlene det er snakk om, er hentet fra fotodynamisk terapi, en behandlingsform hvor pasienten gis en medisin som tas opp i kreftcellene. Deretter utsettes svulsten for sterkt lys, slik at medisinen frigjør reaktive molekyler som er dødelige for cellene.

Behandlingsformen brukes med stort hell mot hudkreft i tidlig stadium. Da smøres en salve med legemiddelet på huden. Etter noen timer har hudkreftcellene tatt opp i seg medisinen, som aktiveres av rødt lys som trenger godt inn i kreftvevet og setter i gang kjemiske reaksjoner, slik at kreftcellene dør.

Slik fotodynamisk behandling med legemidler som reagerer på lys er også i bruk for andre kreftformer.

– Det er mulig å bruke fotodynamisk terapi også inne i hjernen, forteller Theodossiou, men da må en lage åpninger inn i hjernen og bruke fiberoptikk for å nå svulstene.

Protonterapisenter i 2023

Så hva om vi kan bruke protonstråler i stedet for lys for å “skru på” medisinen? Byggingen av det første norske protonterapisenteret er i gang ved Radiumhospitalet i Oslo og skal stå klart i 2023. 

Senteret får også en egen del avsatt til forskning, men fram til det står klart, gjøres eksperimenter med protoner til kreftbehandling på syklotronlaboratoriet i fysikkbygningen ved UiO.

– Protoner har den fine egenskapen at de avsetter store energimengder rett før de stopper, noe som er veldig nyttig i strålebehandling, sier Eirik Malinen, medisinsk fysiker ved UiO og OUS.

Cellekultur med fluoriserende lys
I beholderen til venstre finner vi hjernekreftceller tilsatt legemidler. Det fluoriserende lyset oppstår etter bestråling med protoner og viser forskerne at strålingen har ønsket effekt. Foto: Mantas Grigalavicius/OUS

Hvor langt inn i kroppen en ønsker at protonene skal gå, styres av hvilken energi en gir protonene. Protonterapi er derfor velegnet til å behandle kreftsvulster som sitter nært vitale organer og for å minimere bestrålingen av vev omkring selve svulsten.

Vil du ha flere forskningsnyheter om medisin, teknologi og realfag: Følg Titan.uio.no på Facebook eller abonner på nyhetsbrevet vårt

Lovende forsøksresultater

– I teorien er det en veldig god idé å bruke protoner istedenfor lys, mener Malinen, men det er en hel rekke forsøk som må gjøres for å undersøke om de oppnår virkningen de håper på.

Se illustrasjon av behandlingsprinsippet lenger ned i saken.

– Først måtte vi sjekke om protonene har samme effekt på legemiddelet som lys har, forklarer han.

Stoffene som brukes, aktiveres av lys og omdanner oksygen til en reaktiv variant som er dødelig for cellene.

Theodossiou legger til:

– Selv om vi forventet at protonstrålingen ville sette i gang kjemiske reaksjoner i medisinen, var det fantastisk å se det egne øyne. Nå hadde vi et håndfast bevis på at protoner kan brukes for å aktivere disse medisinene.

Neste skritt var å gjøre forsøk med celler. Forskerne skjøt protoner på cellekulturer både med og uten legemiddel.

– Vi så større dødelighet når protonterapien ble kombinert med disse legemidlene enn når cellene bare ble behandlet med protonstråling, forteller de.

Framover skal de gjennomføre flere mer kompliserte eksperimenter og blant annet utvikle et eget legemiddel spesialtilpasset protoner før behandlingen eventuelt kan testes ut i dyrestudier.

Mål: Flere sykdomsfrie pasienter

– Vi ser at for å ta kreftbehandlingen videre, er det viktig å kombinere flere fagfelt, slik som fysikk, biologi og kreftmedisin, kommenterer Eirik Malinen, som er svært fornøyd med resultatene så langt.

Også lederen for avdeling for strålingsbiologi ved Radiumhospitalet, Kristian Berg, er positiv: "Dette er en flott mulighet", uttaler han i en pressemelding fra OUS. "Vi kan nå se for oss å jobbe for en behandlingsmetode som vil øke muligheten betraktelig for at kreftpasienter kan forlate protonterapisenteret sykdomsfrie".

Prinsipp for behandling av hjernekreft med legemidler og protonterapi
Prinsipp for behandling av hjernekreft med legemidler og protonterapi. 1: Pasienten gis et legemiddel som søker seg til kreftceller. 2: Svulstene bestråles med protoner. 3: Kreftcellene dør både av protonstrålingen direkte og av molekyler som er dannet fra bestråling av legemiddelet.  Illustrasjon: Theodossis A. Theodossiou et. al.

Den første vitenskapelige artikkelen om dette arbeidet ble nylig publisert i Nature Communications:

Proton-dynamic therapy following photosensitiser activation by accelerated protons demonstrated through fluorescence and singlet oxygen production

Les mer på Titan.uio.no:

Les også

‘De sibirske trappene’, Russland.

Ny bit er lagt i puslespillet om "Den store døden"

Det er ikke snakk om Svartedauden eller at dinosaurene døde ut. "Den store døden" er en hendelse i det geologiske tidsperspektivet, og den største av alle masseutryddelser på jorda. Vi er på slutten av perm-tiden for 252 millioner år siden.