Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

– For å ta kreftbehandlingen videre er det viktig å kombinere flere fagfelt, slik som fysikk, biologi og kreftmedisin, sier forsker Eirik Malinen. (Illustrasjon: Colourbox)
– For å ta kreftbehandlingen videre er det viktig å kombinere flere fagfelt, slik som fysikk, biologi og kreftmedisin, sier forsker Eirik Malinen. (Illustrasjon: Colourbox)

Test av smart medisin mot hjernekreft

Forskere leter etter en ny behandling for aggressiv hjernekreft. De første eksperimentene med stråler som aktiverer medisinen har gitt lovende resultater.

Publisert

Hvert år får i underkant av 300 personer i Norge påvist glioblastom. Dette er 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.

Et proton er en positivt ladet partikkel som danner kjernen i hydrogenatomet og som finnes i kjernen av alle andre atomer.

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

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.

Fiberoptikk er en teknologi for overføring av lyssignaler gjennom optiske fibre.

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

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 Oslo universitetssykehus.

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.

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)
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)

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.

– 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 med 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.

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.)
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.)

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".

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

Referanse:

Mantas Grigalavicius mfl.: Proton-dynamic therapy following photosensitiser activation by accelerated protons demonstrated through fluorescence and singlet oxygen production. Nature Communications, 2019.