Een nevenproduct van de positronen waarmee PET-scans gemaakt kunnen worden, is de zogeheten cerenkovstraling. Volgens nucleair geneeskundige dr. Marcel Stokkel van het Antoni van Leeuwenhoek, Amsterdam, moet het mogelijk zijn om met deze vorm van straling nog tijdens prostaatoperaties vast te stellen of de tumor radicaal verwijderd is. Met subsidie van KWF Kankerbestrijding en de Stichting voor Technische Wetenschappen van NWO gaat hij onderzoeken of dit een haalbare optie is.
Cerenkovstraling is vooral bekend van de blauwe gloed die te zien is op foto’s van het binnenste van kerncentrales. Hoe onbekend deze vorm van straling is, merkte Marcel Stokkel tijdens de beoordeling van zijn subsidieaanvraag. De meeste beoordelaars hadden er nog nooit of hooguit vaag van gehoord. Vreemd is dat niet, omdat het cerenkoveffect alleen optreedt in een omgeving waar geladen deeltjes sneller gaan dan de lichtsnelheid. Dat lijkt onmogelijk, maar Einsteins stelling dat niets sneller kan dan het licht geldt alleen in vacuüm. De straling is vernoemd naar de ontdekker ervan, de Rus Pavel Cerenkov, die daar samen met twee collega’s in 1958 een Nobelprijs voor kreeg.
Geladen deeltjes die sneller gaan dan het licht ontstaan bij het verval van radioactieve isotopen, ook bij de isotopen die voor PET-scans worden gebruikt. Die zenden positronen uit, positief geladen ‘elektronen’. De PET-camera registreert de energie die vrijkomt als een positron botst met een elektron uit het weefsel. Maar niet alle positronen botsen meteen. Sneller dan het licht vliegen ze tussen de atomen door. Bij hun passage trekken ze dan elektronen uit hun normale banen om de atoomkern naar een hogere baan. Omdat ze onderworpen zijn aan de kwantumwetten vallen deze elektronen snel terug naar hun oude positie. De energie die daarbij vrijkomt, is zichtbaar als blauw-violet licht. De snelle positronen trekken dus een soort lichtspoor door het weefsel, dat zichtbaar wordt als een blauwe gloed rond de stralingsbron.
Prostaat
Die gloed wil Stokkel benutten om nog op de OK het resultaat van een prostaatoperatie te beoordelen. Als stralingsbron gaat Gallium-68 dienen, gekoppeld aan een tracer gericht tegen het prostaatspecifiek membraanantigen (PSMA) dat heel specifiek is voor prostaattumoren. “We gebruiken Gallium-68 al een tijd voor het maken van PET-scans van neuro-endocriene tumoren, maar zetten dat sinds kort ook in bij prostaatkanker.”
Het belang van een snelle bepaling of een prostaattumor radicaal verwijderd is, blijkt uit het feit dat pathologen bij 15-30% van de mannen vaststellen dat restjes tumorweefsel zijn achtergebleven. Deze patiënten moeten dan extra bestraald worden. “Dat is nogal wat”, zegt Stokkel. “De blaas kan geïrriteerd raken, er kan impotentie ontstaan, bindweefselvorming en nog meer. Dat wil je voorkomen.”
Om nog tijdens de operatie te onderzoeken of die radicaal was, wil hij het uitgenomen weefsel plaatsen in een speciale detector. Dat is in wezen een camera die het zeer zwakke cerenkovlicht kan detecteren en meten. “Doordat de straler aan de kankercellen is gebonden, zullen die dit licht uitzenden en gezonde cellen niet. Wat je hoopt, is dat je een zon van activiteit te zien krijgt met daaromheen een zwarte rand. Waar die ontbreekt, is blijkbaar nog kankerweefsel achtergebleven; dit kan dan tijdens de operatie alsnog verwijderd worden.”
Praktijk
“We weten eigenlijk niet goed of dit theoretische concept in de praktijk ook werkt, hoe gevoelig het systeem is en wat zijn resolutie is”, erkent Stokkel. Dat gaat hij, gesteund door de subsidie, uitzoeken.
In de eerste fase van het onderzoek gaat hij aan de hand van fantoomproeven onderzoeken hoeveel activiteit nodig is om een behoorlijke lichtopbrengst te krijgen. Op grond daarvan wil hij berekenen hoeveel activiteit aan de patiënten toegediend moet worden. Bij dit deel van het onderzoek zal Stokkel nauw samenwerken met de vakgroep Technische Geneeskunde van de Universiteit Twente.
“In de tweede fase gaan we deze rekenkundige dosis onderzoeken bij patiënten”, zegt Stokkel. “Hoeveel is nodig voor een optimaal effect? Daarnaast gaan we kijken of het niet beter is om de activiteit in twee stappen toe te dienen. Eerst een lage dosis om vóór de operatie met de PET-camera de precieze locatie van de tumor te bepalen, daarna tijdens de operatie een tweede dosis om de concentratie van de radioactiviteit wat hoger te krijgen.” Voor de benodigde apparatuur zorgt een van de industriële partners van het project: Lightpoint Medical, een Brits bedrijf dat de detector naar de markt bracht.
Stokkel verwacht de eerste resultaten binnen twee jaar. Hij denkt niet dat het zal lukken om er alle niet-radicale operaties mee te voorkomen: “Maar als we van 25% naar 5% kunnen zakken, is dat natuurlijk enorme winst.” Hij hoopt daarnaast dat hij die resultaten kan vertalen naar andere tumoren waarbij heroperaties na een niet-radicale verwijdering vrijwel onmogelijk zijn, zoals hoofd-halstumoren of die van de vrouwelijke geslachtsorganen.
Drs. Huup Dassen, wetenschapsjournalist
Oncologie Up-to-date 2016 vol 7 nummer 5
DEEL DIT ARTIKEL:
