Обнаружение и уничтожение раковых клеток

Тераностика для диагностирования и лечения

Материал из Бюллетеня МАГАТЭ

26 November 2019

Николь Яверт, Бюро общественной информации и коммуникации

Прогресс в тераностике 82-летнего пациента с раком простаты, распространившимся на лимфатические узлы и кости. Состояние в начале тераностики (крайнее изображение слева) и почти полная ремиссия (крайнее изображение справа).(Фото: Медицинский центр Американского университета в Бейруте)

Использование молекул для безопасной доставки радиоактивных материалов внутри тела человека помогает врачам получать более точные изображения опухолей и более эффективно уничтожать раковые клетки. Этот метод, в рамках которого радиофармацевтические препараты используются одновременно в терапевтических и диагностических целях, называется тераностикой. Это одно из последних достижений в лечении рака и один из нескольких методов, которые МАГАТЭ помогает внедрять в интересах пациентов во всем мире, передавая технологии и создавая потенциал.

«Тераностика может изменить представление о лечении рака, — говорит Мохамад Хайдар, доцент клинической радиологии Департамента радиологии Медицинского центра Американского университета в Бейруте, Ливан. — Это очень эффективный подход, позволяющий видеть, что вы лечите, и лечить, что вы видите. Результат — лучшее качество жизни, увеличение ее продолжительности и минимальные побочные эффекты по сравнению с другими методами лечения, такими как химиотерапия».

Хотя для лечения некоторых специфических заболеваний, таких как рак щитовидной железы, тераностика используется уже более 70 лет, активно развиваться она начала только в последние несколько десятилетий; прогресс в медицине и технологиях позволил разработать новые радиофармацевтические препараты и медицинское оборудование, открыв путь к борьбе против таких раковых заболеваний, как рак простаты, печени, желудочно-кишечной системы и нервной системы. В частности, проводится лечение нейроэндокринных опухолей с использованием радиофармацевтического препарата под названием лютеций-177 (Lu-177)-DOTATATE.

Хотя тераностика дает возможность улучшить результаты лечения пациентов, она пока не является широкодоступной; для применения этого метода необходимы навыки и оборудование, отличные от тех, которые уже имеются в связи с другими методами лечения рака, такими как радиотерапия, химиотерапия и хирургия.

«Благодаря поддержке со стороны МАГАТЭ различные страны мира создают объекты и проводят подготовку в области ядерной медицины и радиотерапии; по мере готовности они без угрозы для пациентов переходят к использованию персонализированной медицины и передовых методов, таких как тераностика и стереотаксическая радиотерапия всего тела», — говорит Мэй Абдель Вахаб, директор Отдела здоровья человека МАГАТЭ.

Как работает тераностика

В определенном смысле тераностика работает так же, как и другие медицинские препараты, взаимодействуя с белковыми молекулами, называемыми рецепторами, на стенках клеток. Эти рецепторы могут соединяться с внешними молекулами, такими как гормоны и лекарства, которые активируют рецепторы и генерируют биохимический или электрический сигнал, указывающий клетке, что делать, например прекратить производство химических веществ, сигнализирующих мозгу о боли.

Различные молекулы притягиваются к разным типам рецепторов. Зная, какие молекулы взаимодействуют с какими рецепторами, можно создавать лекарства, связывающие нужные молекулы, к примеру, с болеутоляющими химическими веществами, которые затем переносятся молекулами к определенным рецепторам клеток, чтобы, скажем, остановить головную боль.

То же самое происходит и с радиофармацевтическими препаратами; радиоактивные материалы соединяются с молекулами, отобранными с учетом того, как они взаимодействуют с организмом при наличии определенных видов рака. Затем молекулы переносят радиоактивные материалы к опухоли-мишени для диагностической визуализации или лечения. Поскольку рецепторы здоровых клеток отличаются от рецепторов клеток-мишеней, радиофармацевтические препараты не соприкасаются с ними и не повреждают их.

«Благодаря подходу, ориентированному на конкретные потребности каждого пациента, тераностика позволяет перейти от традиционной медицины к персонализированной и точной медицине; в результате для пациента можно выбрать правильную терапию», — говорит Диана Паэс, руководитель Секции ядерной медицины и диагностической визуализации МАГАТЭ.

Сначала визуализация, затем лечение

В ходе диагностической визуализации радиофармацевтические препараты с небольшим количеством радиоактивного материала вводятся путем инъекции, принимаются перорально или вдыхаются, а затем перемещаются внутри тела в зону-мишень. Когда лекарственное средство накапливается вокруг или внутри клеток-мишеней, крошечный объем излучения, испускаемого радиофармацевтическим препаратом, сканируется и фиксируется специальной камерой. Это позволяет создать изображения конкретного участка тела.

По результатам диагностической визуализации врач определяет наиболее подходящий для пациента курс лечения. В случае уместности тераностики для пациента подбирается радиофармацевтический препарат и определяется точный объем радиации, необходимой для лечения; доза зависит от типа и размера опухоли, а также от возраста и пола пациента, тяжести заболевания и затронутого органа. Когда радиофармацевтический препарат накапливается вокруг или внутри раковых клеток, излучение, которое он испускает, повреждает и убивает раковые клетки, при этом вред для находящихся рядом здоровых клеток сводится к минимуму. Пациенты обычно проходят несколько сеансов лечения, и для отслеживания прогресса делаются дополнительные диагностические изображения.

«Мы наблюдали случаи, когда эффективность тераностики была бы практически недостижима в случае применения других методов лечения», — говорит г-н Хайдар. Хотя сейчас он и его группа из 15 специалистов в Ливане каждый год лечат лишь небольшое число пациентов, уже достигаются значительные результаты.

«Например, у меня был 82-летний пациент с раком простаты, распространившимся на лимфатические узлы и кости, и после неудачного лечения другими методами мы перешли на тераностику. После двух доз простатического специфического мембранного антигена (ПСМА) лютеция-177 мы выявили значительное сокращение количества опухолевых поражений, а затем, после дополнительной дозы еще одного радиофармацевтического препарата — ПСМА актиния-255, — почти полную ремиссию».

Г-н Хайдар пояснил, что это лишь предварительные выводы, и в области тераностики многое еще предстоит сделать для улучшения понимания ее эффективности и потенциального масштаба применения.
Он и его группа планируют продолжить работу с МАГАТЭ для достижения прогресса в своих исследованиях, совершенствования своих навыков и оказания помощи в подготовке своих коллег в регионе. В целях содействия развитию услуг по лечению рака в Ливане МАГАТЭ в рамках своей программы технического сотрудничества организовало подготовку кадров и на безвозмездной основе предоставило необходимое оборудование.

«Возможно, в будущем тераностика начнет применяться для лечения рака молочной железы и легких, — говорит г-н Хайдар. — Если мы сможем найти молекулу, которая воздействует именно на эти очень распространенные виды рака, то могут существенно повыситься показатели выживаемости и качество жизни после рака».

How theranostics works

In some ways, theranostics works like other medical drugs by interacting with protein molecules, which are called receptors, on the walls of cells. These receptors can bind with outside molecules, such as hormones and drugs, which activate the receptors and generate a biochemical or electric signal that tells the cell what to do, such as to stop producing the chemicals that signal pain to the brain.

Different molecules are attracted to different types of receptors. By knowing which molecules go with which receptors, medicines can be created that link the right molecules with, for example, pain-blocking chemicals that the molecules then carry to the right cell receptors to, say, stop a headache.

This is the same with radiopharmaceuticals; radioactive materials are linked to molecules that have been selected based on how they interact with the body when certain cancers are present. The molecules then carry the radioactive materials to the target tumour for diagnostic imaging or treatment. As the healthy cells do not have the same receptors as the target cells, the radiopharmaceuticals bypass them and do not damage them.

“With an approach that focuses on the specific needs of each patient, theranostics provides a transition from conventional medicine to personalized and precision medicine; the result is the selection of the right therapy for the right patient,” said Diana Paez, Head of the IAEA’s Nuclear Medicine and Diagnostic Imaging Section.

First you see, then you treat

For diagnostic imaging, radiopharmaceuticals with small amounts of radioactive material are either injected, ingested or inhaled, and then transported through the body to the target area. Once the drug gathers around or inside the target cells, the tiny amount of radiation emitted by the radiopharmaceutical is scanned and detected by a special camera. This then produces images of that area of the body.

Following the results of diagnostic imaging, the physician determines which course of treatment is best for the patient. If theranostics is suitable, a radiopharmaceutical is selected for that patient, and the exact amount of radiation needed for treatment is determined — the dose depends on the type and size of the tumour, as well as the patient’s age and gender, the severity of the case and the organ targeted. Once the radiopharmaceutical collects around or inside the cancer cells, the radiation it emits damages and kills the cancer cells, while harm to the surrounding healthy cells is minimized. Patients usually have several treatment sessions, and further diagnostic images are taken to monitor progress.

“We have seen responses to theranostic treatment that were nearly impossible with other kinds of treatment,” Haidar said. While for now they are only treating a handful of patients each year, Haidar and his team of 15 specialists in Lebanon have already begun seeing significant results.

“For example, I had an 82-year-old patient with prostate cancer that had spread to the lymph nodes and bones, and after failed treatment using other methods, we switched to theranostics,” he said. “After two doses with lutetium-177 prostatespecific membrane antigen (PSMA), we saw a significant drop in tumour lesions, and then, after an additional dose with another radiopharmaceutical, actinium-255 PSMA, near complete remission.”

These are just preliminary findings, explained Haidar, and there is still much work to be done in the field of theraonstics to more fully understand its impact and potential scope. He and his team plan to continue their work with the IAEA to advance their research, refine their skills and help train others in the region. The IAEA, through its technical cooperation programme, has provided training and donated equipment to Lebanon to support the development of its cancer care services.

“In the future, we could see an expansion of theranostics into use for breast and lung cancers,” he said. “If we can find a molecule that works specifically for these very common cancers, it could have a big impact on cancer survival rates and quality of life.”

This article was also featured in the IAEA Bulletin on Cancer Control published in September 2019.

Ресурсы по теме

Подробнее

Nuclear technology and applications Diagnostics Cancer diagnosis Cancer Nuclear Medicine and Diagnostic Imaging Section Division of Human Health Department of Nuclear Sciences and Applications

Обнаружение и уничтожение раковых клеток

Тераностика для диагностирования и лечения

Как работает тераностика

Сначала визуализация, затем лечение

How theranostics works

First you see, then you treat

Ресурсы по теме

Подробнее

More on the IAEA

Scientific resources

Resources

Documents

Stay in Touch