Radioactieve geneesmiddelen

/strong>

Gammastralen kunnen tumoren voorgoed uitschakelen, maar bij bestraling krijgen vaak ook gezonde cellen van kankerpatiënten een opdonder. Radioactieve medicijnen moeten veel selectiever worden. De ontwikkeling van deze medicijnen staat nog in de kinderschoenen, maar kan een revolutie betekenen voor het gebruik van radioactieve straling in de medische wetenschappen.

Het recept lijkt eenvoudig. Als eerste spuiten artsen speciale moleculen met radioactieve aanhangsels in het bloed. Daar aangekomen verspreiden ze zich snel over het hele lichaam. De truc is nu om de moleculen zo te maken dat ze alleen bij de tumorcellen blijven kleven. Het zijn dan als het ware hangplekken voor de nucleaire medicijnen. En dat is precies wat wetenschappers voor ogen hebben. De isotopen vervallen en de intern opgewekte straling raakt voornamelijk de cellen in de buurt van de tumor.

Vorige week trokken artsen en wetenschappers uit binnen- en buitenland naar Delft voor het IRI-symposium over straling en gezondheid. Medische toepassing van straling is sinds drie jaar één van de speerpunten van het Delftse Interfacultair Reactor Instituut (IRI). Er werken inmiddels tien mensen aan, samen met onderzoekers van de academische ziekenhuizen van Rotterdam, Leiden en Amsterdam. Of zoals prof.dr.ir. A.H.M. Verkooijen, directeur van het IRI opmerkt: ,,Onze kennis van radioactiviteit zorgt ervoor dat wij de spin zijn in dat web van samenwerkende instituten.”

Kleven

De radioactieve medicijnen moeten zoveel mogelijk aan de tumor blijven kleven en niet aan gezonde cellen, benadrukt prof.dr. E.P. Krenning van de Erasmus Universiteit tijdens het symposium. Deze selectiviteit bepaalt in grote mate het succes van de techniek.

Zelf experimenteert Krenning met radioactieve peptide-hormonen om kankercellen in de darmen, de bijnieren en de alvleesklier te lijf te gaan. Om de tumorcellen te doden koos hij voor het intern bestralen met hoog-energetische elektronen. De reikwijdte van deze vernietigende deeltjes is slechts een paar millimeter. Dat is al genoeg om de tumor genadeloos te treffen.

Tot op vandaag zijn er vijftig mensen op deze manier behandeld in Rotterdam. Krenning beaamt dat de ontwikkeling van dit nieuwe geneesmiddel een langzaam proces is. ,,De precieze dosis is niet bekend en ook niet hoe vaak het proces herhaald moet worden. Maar in veel gevallen is de kwaliteit van het leven er flink op vooruitgegaan.”

Niet alleen het soort straling is van belang maar ook de levensduurvan de radioactiviteit. Wetenschappers spreken van de halfwaardetijd. En die tijd moet goed zijn. Te lang is onwenselijk vanwege eventuele negatieve effecten voor mens en milieu. Te kort is niet praktisch omdat de radioactiviteit dan al tijdens het vervoer naar het ziekenhuis verloren is gegaan.

Zo plakken de Rotterdamse onderzoekers de isotoop Lu-177 aan hun hormonen. Op dit moment komt het Lu-177 nog niet uit de Delftse reactor. Maar volgens dr. R.A.M.J. Claessens, die als arts werkzaam is in Den Bosch en drie dagen per week bij het IRI werkt als onderzoeker, is het maken van dit isotoop geen probleem. Claessens: ,,Technisch is het mogelijk en de korte reisafstand tussen Delft en Rotterdam is een mooie bijkomstigheid.”

DNA-strengen

Een ander voorbeeld van de moderne nucleaire geneeskunde is de zogenaamde Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Het element Boron en de neutronen afzonderlijk doen niet veel in ons lichaam. Maar samen bezitten ze een vernietigende werking. Bij de reactie tussen Boron-10 en een neutron komt alphastraling vrij. Ver komt zo’n alphadeeltje niet, daar is het te groot voor. Maar als het op zijn weg DNA tegenkomt, dan is het gedaan met de cel. Het alphadeeltje breekt de DNA-strengen in stukken en de cel sterft af.

Met BNCT proberen onderzoekers zoveel mogelijk Boron in tumorcellen te pompen en deze dan met neutronen van buitenaf te beschieten. In Nederland heeft prof.dr. B.J. Slotman van het Amsterdamse VU-ziekenhuis ervaring met deze methode. Hij bestraalde patiënten met hersentumoren in de reactor van Energiecentrum Nederland (ECN) in Petten. Daartoe bouwde ECN zelfs een aparte behandelkamer. Toch waarschuwt hij voor te hoog gespannen verwachtingen. ,,Het werkt nog niet goed. Maar de laatste jaren zijn er nieuwe ontwikkelingen die meer onderzoek rechtvaardigen. Die bestaan uit betere bundels, betere moleculen en betere berekeningen.”

Wat betreft de neutronen ontdekten onderzoekers dat ze vooral de juiste energie moeten bezitten. Neutronen met een te lage energie komen al na één centimeter tot stilstand in ons lichaam. Deze afstand is te kort om hersentumoren te bedreigen. Neutronen met een te hoge energie zijn ook uit den boze omdat deze alle cellen op hun weg aanvallen. Boron of geen Boron, het maakt niets uit.

Een energie van ongeveer tien kilovolt blijkt het magische getal te zijn. Neutronen met deze energie uit de reactor te toveren is koren op de molen voor de Delftse technische wetenschappers. Een promovendus stort zich weldra op dit probleem. Optimalisatie van de Pettense bundel moet leiden tot minder kosten en meer flexibiliteit. Zo moeten artsen met een instelbare neutron-energie zowel diepliggende als minder diepliggende tumoren effectief kunnen behandelen.

Piercings

Goed nieuws kwam er op het symposium ook uit een andere hoek. Bij conventionele radiotherapie is nog veel winst te halen, zo liet prof.dr. M.H. Seegenschmiedt uit Essen zien. De Duitse arts behandelt tennisarmen en mensen met reuma, en jongeren die na hetaanbrengen van piercings opgescheept zitten met goedaardige gezwellen. Chirurgen halen deze gezwellen operatief weg, maar in tachtig procent van de gevallen komen ze later weer terug. In combinatie met radiotherapie daalt deze kans tot twintig procent.

Dit succes bereikt Seegenschmiedt door het lichaam van buiten af met een zo laag mogelijke dosis gammastralen te beschieten. In de jaren zeventig en tachtig vonden onderzoekers dit extern bestralen van mensen zonder kanker te riskant. Het zou de kans op bijvoorbeeld leukemie te sterk vergroten en de techniek raakte dan ook uit de gratie.

Samen met onderzoekers van het IRI voerden de Duitse medici berekeningen uit om de gewenste dosis uit te rekenen. Hierbij spelen vele factoren een rol. Hoe jonger, hoe groter het risico. En ook moet er rekening gehouden worden met eventuele zwangerschapswensen. De bestralingsmethodes zijn inmiddels zo verfijnd dat de risico%s niet groter zijn dan het krijgen van een fataal auto-ongeluk.

Op de vraag of het IRI nu ook behandelkamers zal inrichten, is het antwoord van Verkooijen zeer stellig. ,,De Delftse inbreng is vooral zijn unieke kennis van radioactiviteit en dat zal in de toekomst ook zo blijven. Wij zijn geen commercieel bedrijf. Onderzoek is onze core business en wij zullen hier nooit patiënten behandelen.”

Artsen gebruiken radioactiviteit ook om opnames te maken. De peperdure PET-scan is wat dat betreft het nieuwste van het nieuwste. Dit apparaat wordt bijvoorbeeld gebruikt om bepaalde tumoren op te sporen. Een patiënt krijgt daartoe eerst een injectie met een radioactieve stof. De keuze van de ingrediënten daarin is alles bepalend. De radioactieve moleculen moeten zich voornamelijk aan de tumor binden en niet aan gezonde cellen.

Eenmaal in het lichaam vallen de radioactieve elementen uit elkaar. Ze zenden daarbij straling uit. Wetenschappers kienen dat zo uit dat bij dit vervalproces positronen vrij komen. Deze positronen, de antideeltjes van elektronen, zijn slechts een kort leven beschoren. Zodra ze een elektron tegenkomen, annihileren zij ermee en verdwijnen ze. Wat rest is energie die vrijkomt als twee gammapulsen. En juist die pulsen verklappen de positie van de tumor. De gammastralen bewegen zich namelijk in tegenovergestelde richting van elkaar en verraden daarmee hun aanwezigheid op de apparatuur die rondom de patiënt is opgesteld.

.gif matthijs.gif

Radioactieve straling roept al snel beelden op van rampen met kernwapens of kernreactoren. Maar straling kan ook levens redden, mits gedoseerd en slim toegepast. Medische wetenschappers zijn druk doende nieuwe nucleaire geneesmiddelen te maken, bleek vorige week op een symposium bij het IRI.

Gammastralen kunnen tumoren voorgoed uitschakelen, maar bij bestraling krijgen vaak ook gezonde cellen van kankerpatiënten een opdonder. Radioactieve medicijnen moeten veel selectiever worden. De ontwikkeling van deze medicijnen staat nog in de kinderschoenen, maar kan een revolutie betekenen voor het gebruik van radioactieve straling in de medische wetenschappen.

Het recept lijkt eenvoudig. Als eerste spuiten artsen speciale moleculen met radioactieve aanhangsels in het bloed. Daar aangekomen verspreiden ze zich snel over het hele lichaam. De truc is nu om de moleculen zo te maken dat ze alleen bij de tumorcellen blijven kleven. Het zijn dan als het ware hangplekken voor de nucleaire medicijnen. En dat is precies wat wetenschappers voor ogen hebben. De isotopen vervallen en de intern opgewekte straling raakt voornamelijk de cellen in de buurt van de tumor.

Vorige week trokken artsen en wetenschappers uit binnen- en buitenland naar Delft voor het IRI-symposium over straling en gezondheid. Medische toepassing van straling is sinds drie jaar één van de speerpunten van het Delftse Interfacultair Reactor Instituut (IRI). Er werken inmiddels tien mensen aan, samen met onderzoekers van de academische ziekenhuizen van Rotterdam, Leiden en Amsterdam. Of zoals prof.dr.ir. A.H.M. Verkooijen, directeur van het IRI opmerkt: ,,Onze kennis van radioactiviteit zorgt ervoor dat wij de spin zijn in dat web van samenwerkende instituten.”

Kleven

De radioactieve medicijnen moeten zoveel mogelijk aan de tumor blijven kleven en niet aan gezonde cellen, benadrukt prof.dr. E.P. Krenning van de Erasmus Universiteit tijdens het symposium. Deze selectiviteit bepaalt in grote mate het succes van de techniek.

Zelf experimenteert Krenning met radioactieve peptide-hormonen om kankercellen in de darmen, de bijnieren en de alvleesklier te lijf te gaan. Om de tumorcellen te doden koos hij voor het intern bestralen met hoog-energetische elektronen. De reikwijdte van deze vernietigende deeltjes is slechts een paar millimeter. Dat is al genoeg om de tumor genadeloos te treffen.

Tot op vandaag zijn er vijftig mensen op deze manier behandeld in Rotterdam. Krenning beaamt dat de ontwikkeling van dit nieuwe geneesmiddel een langzaam proces is. ,,De precieze dosis is niet bekend en ook niet hoe vaak het proces herhaald moet worden. Maar in veel gevallen is de kwaliteit van het leven er flink op vooruitgegaan.”

Niet alleen het soort straling is van belang maar ook de levensduurvan de radioactiviteit. Wetenschappers spreken van de halfwaardetijd. En die tijd moet goed zijn. Te lang is onwenselijk vanwege eventuele negatieve effecten voor mens en milieu. Te kort is niet praktisch omdat de radioactiviteit dan al tijdens het vervoer naar het ziekenhuis verloren is gegaan.

Zo plakken de Rotterdamse onderzoekers de isotoop Lu-177 aan hun hormonen. Op dit moment komt het Lu-177 nog niet uit de Delftse reactor. Maar volgens dr. R.A.M.J. Claessens, die als arts werkzaam is in Den Bosch en drie dagen per week bij het IRI werkt als onderzoeker, is het maken van dit isotoop geen probleem. Claessens: ,,Technisch is het mogelijk en de korte reisafstand tussen Delft en Rotterdam is een mooie bijkomstigheid.”

DNA-strengen

Een ander voorbeeld van de moderne nucleaire geneeskunde is de zogenaamde Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Het element Boron en de neutronen afzonderlijk doen niet veel in ons lichaam. Maar samen bezitten ze een vernietigende werking. Bij de reactie tussen Boron-10 en een neutron komt alphastraling vrij. Ver komt zo’n alphadeeltje niet, daar is het te groot voor. Maar als het op zijn weg DNA tegenkomt, dan is het gedaan met de cel. Het alphadeeltje breekt de DNA-strengen in stukken en de cel sterft af.

Met BNCT proberen onderzoekers zoveel mogelijk Boron in tumorcellen te pompen en deze dan met neutronen van buitenaf te beschieten. In Nederland heeft prof.dr. B.J. Slotman van het Amsterdamse VU-ziekenhuis ervaring met deze methode. Hij bestraalde patiënten met hersentumoren in de reactor van Energiecentrum Nederland (ECN) in Petten. Daartoe bouwde ECN zelfs een aparte behandelkamer. Toch waarschuwt hij voor te hoog gespannen verwachtingen. ,,Het werkt nog niet goed. Maar de laatste jaren zijn er nieuwe ontwikkelingen die meer onderzoek rechtvaardigen. Die bestaan uit betere bundels, betere moleculen en betere berekeningen.”

Wat betreft de neutronen ontdekten onderzoekers dat ze vooral de juiste energie moeten bezitten. Neutronen met een te lage energie komen al na één centimeter tot stilstand in ons lichaam. Deze afstand is te kort om hersentumoren te bedreigen. Neutronen met een te hoge energie zijn ook uit den boze omdat deze alle cellen op hun weg aanvallen. Boron of geen Boron, het maakt niets uit.

Een energie van ongeveer tien kilovolt blijkt het magische getal te zijn. Neutronen met deze energie uit de reactor te toveren is koren op de molen voor de Delftse technische wetenschappers. Een promovendus stort zich weldra op dit probleem. Optimalisatie van de Pettense bundel moet leiden tot minder kosten en meer flexibiliteit. Zo moeten artsen met een instelbare neutron-energie zowel diepliggende als minder diepliggende tumoren effectief kunnen behandelen.

Piercings

Goed nieuws kwam er op het symposium ook uit een andere hoek. Bij conventionele radiotherapie is nog veel winst te halen, zo liet prof.dr. M.H. Seegenschmiedt uit Essen zien. De Duitse arts behandelt tennisarmen en mensen met reuma, en jongeren die na hetaanbrengen van piercings opgescheept zitten met goedaardige gezwellen. Chirurgen halen deze gezwellen operatief weg, maar in tachtig procent van de gevallen komen ze later weer terug. In combinatie met radiotherapie daalt deze kans tot twintig procent.

Dit succes bereikt Seegenschmiedt door het lichaam van buiten af met een zo laag mogelijke dosis gammastralen te beschieten. In de jaren zeventig en tachtig vonden onderzoekers dit extern bestralen van mensen zonder kanker te riskant. Het zou de kans op bijvoorbeeld leukemie te sterk vergroten en de techniek raakte dan ook uit de gratie.

Samen met onderzoekers van het IRI voerden de Duitse medici berekeningen uit om de gewenste dosis uit te rekenen. Hierbij spelen vele factoren een rol. Hoe jonger, hoe groter het risico. En ook moet er rekening gehouden worden met eventuele zwangerschapswensen. De bestralingsmethodes zijn inmiddels zo verfijnd dat de risico%s niet groter zijn dan het krijgen van een fataal auto-ongeluk.

Op de vraag of het IRI nu ook behandelkamers zal inrichten, is het antwoord van Verkooijen zeer stellig. ,,De Delftse inbreng is vooral zijn unieke kennis van radioactiviteit en dat zal in de toekomst ook zo blijven. Wij zijn geen commercieel bedrijf. Onderzoek is onze core business en wij zullen hier nooit patiënten behandelen.”

Artsen gebruiken radioactiviteit ook om opnames te maken. De peperdure PET-scan is wat dat betreft het nieuwste van het nieuwste. Dit apparaat wordt bijvoorbeeld gebruikt om bepaalde tumoren op te sporen. Een patiënt krijgt daartoe eerst een injectie met een radioactieve stof. De keuze van de ingrediënten daarin is alles bepalend. De radioactieve moleculen moeten zich voornamelijk aan de tumor binden en niet aan gezonde cellen.

Eenmaal in het lichaam vallen de radioactieve elementen uit elkaar. Ze zenden daarbij straling uit. Wetenschappers kienen dat zo uit dat bij dit vervalproces positronen vrij komen. Deze positronen, de antideeltjes van elektronen, zijn slechts een kort leven beschoren. Zodra ze een elektron tegenkomen, annihileren zij ermee en verdwijnen ze. Wat rest is energie die vrijkomt als twee gammapulsen. En juist die pulsen verklappen de positie van de tumor. De gammastralen bewegen zich namelijk in tegenovergestelde richting van elkaar en verraden daarmee hun aanwezigheid op de apparatuur die rondom de patiënt is opgesteld.

.gif matthijs.gif