Teranostyka: przyszłość personalizowanej medycyny precyzyjnej
Autor: Aleksandra Lang
Data: 19.07.2018
Źródło: AL/mat.pras.
Teranostyka, czyli ścisłe połączenie diagnostyki i terapii w celu dobrania do potrzeb konkretnego pacjenta celowanego leczenia - bezpiecznego i skutecznego jednocześnie, to przyszłość medycyny –
w tym medycyny nuklearnej.
w tym medycyny nuklearnej.
Medycyna personalizowana, teranostyka i medycyna precyzyjna to obecnie najczęściej powtarzane pojęcia, charakteryzujące medycynę przyszłości. Filozofia teranostyczna będzie coraz bardziej powszechna, zwłaszcza w onkologii – prognozują eksperci Polskiego Towarzystwa Medycyny Nuklearnej.
Diagnostyka + terapia
Pojęcie „teranostyka” sformułowano w oparciu o połączenie dwóch słów: terapia i diagnostyka. Zastosował je po raz pierwszy John Funkhouser w 2002 roku. Zaproponował on, żeby przed podaniem herceptyny kobietom chorym na raka gruczołu piersiowego określać w badaniu histologicznym ekspresję receptorów dla HER2 (leczenie herceptyną jest uzasadnione tylko wówczas, gdy komórki nowotworowe wykazują obecność tego receptora). Medycyna nuklearna od początku kieruje się tą zasadą: radioaktywny jod w leczeniu raka tarczycy (pierwsza procedura lecznicza z zastosowaniem radioizotopów) podawany jest pacjentom dopiero wtedy, gdy badanie scyntygraficzne po podaniu dawki diagnostycznej radiojodu wykaże zachowaną jodochwytność.
Obecnie teranostyka sięga do najnowszych technologii i materiałów, takich jak nanotechnologie, nanomateriały, biomateriały i biomimetyki, które pozwalają jednocześnie na wykrywanie procesów chorobowych w ciele pacjenta i podjęcie działań, które umożliwiają dostarczenie leków bezpośrednio do obszarów objętych procesem chorobowym.
Taka ukierunkowana interwencja pozwala na skuteczniejsze leczenie. Co więcej, umożliwia także dostosowanie metod leczenia (w tym dawki leku) do indywidualnych potrzeb konkretnego pacjenta. Teranostyka jako diagnostyka i terapia na poziomie molekularnym jest podstawą nowoczesnej spersonalizowanej medycyny precyzyjnej, zwanej medycyną „szytą na miarę”.
– Idea teranostyki polega na tym, by na początku sprawdzić, czy dane lekarstwo, które według naszej wiedzy można zastosować w terapii danego schorzenia, rzeczywiście połączy się z komórkami chorobowymi. Dany lek podajemy tylko wtedy, kiedy stwierdzimy, że rzeczywiście łączy się ze zmianami chorobowymi i leczenie z bardzo wysokim prawdopodobieństwem będzie skuteczne. W kontekście medycyny nuklearnej, stosowanej w terapii onkologicznej, sprawdzamy pod tym kątem różne radiofarmaceutyki, między innymi radiofarmaceutyki peptydowe – mówi prof. Leszek Królicki, konsultant krajowy w dziedzinie medycyny nuklearnej.
Krok 1: Sprawdzenie, czy dany lek zadziała
Pierwszy krok w podejściu teranostycznym to znakowanie wybranego leku radioizotopem, stosowanym do diagnostyki. Są to radioizotopy emitujące promieniowanie gamma (lub pozytonowe). Promieniowanie to jest rejestrowane przez aparaty – gammakamery (SPECT lub PET). – Na podstawie badania diagnostycznego musimy oszacować, jaki powinien być pożądany zasięg i energia promieniowania w zależności od objętości guza nowotworowego i stopnia gromadzenia się radiofarmaceutyku – tłumaczy prof. Leszek Królicki.
Kolejnym etapem jest przygotowywanie radiofarmaceutyku wyznakowanego radioizotopem, emitującym promieniowanie niszczące komórki nowotworowe – promieniowanie beta lub alfa.
– Podstawowym warunkiem jest takie przeprowadzenie znakowania, aby połączenie było bardzo stabilne, a jednocześnie nie zmieniało właściwości biologicznych nośnika – mówi prof. Leszek Królicki. – Niektóre izotopy emitują promieniowanie, które byłoby odpowiednie do leczenia, ale stabilność ich wiązania z określonym nośnikiem (na przykład z peptydem) jest zbyt mała. Wybór substancji, które zastosujemy, jest więc zawsze dobrze przemyślany – dodaje prof. Leszek Królicki.
Krok 2: Podanie skutecznej terapii
– Zakres prowadzonych procedur leczniczych w ramach medycyny nuklearnej jest bardzo obszerny.
W leczeniu przeciwbólowym zmian przerzutowych do kości stosujemy pierwiastki, takie jak Samar czy Stront. Są one analogami wapnia i gromadzą się w ogniskach nowotworowych w kościach, a emitowane promieniowanie beta niszczy je, łagodząc ból. Ostatnio wprowadzono również 223-Rad (jest on także analogiem wapnia), który emituje promieniowanie alfa - o niewielkim zasięgu, ale o tak dużej energii, że jest w stanie skutecznie niszczyć DNA komórek nowotworowych – wyjaśnia prof. Leszek Królicki. – Lek ten jest ukierunkowany również na leczenie przerzutów nowotworów do kości (obecnie przerzutów raka prostaty), ale wykazuje nie tylko właściwości przeciwbólowe, ale również istotnie przedłuża czas przeżycia chorych – dodaje prof. Leszek Królicki.
Nieco inny mechanizm przyjmuje się w terapii guzów neuroendokrynnych. Nowotwory te charakteryzują się znacznie zwiększoną ekspresją receptorów dla somatostatyny, hormonu peptydowego, blokującego wydzielanie hormonu wzrostu przez przysadkę mózgową oraz hamującego wydzielanie insuliny. Na pierwszym etapie wykonywane jest badanie diagnostyczne (scyntygrafia) z zastosowaniem znakowanych analogów somatostatyny. Jeśli scyntygrafia wykaże bardzo duże powinowactwo ognisk nowotworowych do tego peptydu, a jednocześnie czynność nerek i szpiku kostnego jest prawidłowa, rozważa się możliwość zastosowania leczenia tym samym radiofarmaceutykiem, ale wyznakowanym radioizotopem emitującym promieniowanie beta (lub alfa).
W terapii raka prostaty entuzjazm naukowców i klinicystów wzbudza PSMA. Jest to antygen występujący na błonie komórkowej komórek stercza. Wykazano, że jego ekspresja jest znacznie zwiększona na komórkach nowotworowych. Obserwacja ta była podstawą do poszukiwania peptydów, łączących się z tym antygenem.
– Peptydy znakowane radioizotopami (68Ga, 18F) zrewolucjonizowały diagnostykę raka stercza – możliwa jest obecnie ocena nawet nie powiększonych węzłów chłonnych w poszukiwaniu ognisk przerzutowych. Co więcej, antygen PSMA stał się celem terapeutycznym w leczeniu chorych na rozsiane przerzuty raka, nie reagujące już na hormono-, czy chemioterapię. W tym celu radiofarmaceutyk jest znakowany emiterami promieniowania beta (186-Lutet), lub emiterami promieniowania alfa (225-Aktyn) – wyjaśnia prof. Leszek Królicki.
Przyszłość: skuteczne terapie szyte na miarę
Zastosowanie strategii teranostycznej pozwala na wdrożenie odpowiedniego dla danego pacjenta skutecznego leczenia lub modyfikację już stosowanej u niego terapii. Główne dziedziny medycyny, gdzie wykorzystywana jest teranostyka, to: onkologia, endokrynologia, terapia procesów zapalnych i zmian autoimmunologicznych.
– W związku z lawinowo rosnącą liczbą zachorowań na raka, nazwaną onkologicznym tsunami, możliwość zaoferowania pacjentom nowoczesnych, celowanych i skutecznych terapii jest niezwykle ważna. Teranostyka to dziedzina interdyscyplinarna, łącząca różne gałęzie nauki. Jej wykorzystanie
w służbie walki z najczęściej występującymi schorzeniami – zwłaszcza onkologicznymi - tymi, gdzie wciąż sukces terapeutyczny pozostaje poważnym wyzwaniem (rak prostaty, rak trzustki) ma przed sobą wielki potencjał, dlatego warto tę dziedzinę rozwijać – mówi prof. Leszek Królicki.
Diagnostyka + terapia
Pojęcie „teranostyka” sformułowano w oparciu o połączenie dwóch słów: terapia i diagnostyka. Zastosował je po raz pierwszy John Funkhouser w 2002 roku. Zaproponował on, żeby przed podaniem herceptyny kobietom chorym na raka gruczołu piersiowego określać w badaniu histologicznym ekspresję receptorów dla HER2 (leczenie herceptyną jest uzasadnione tylko wówczas, gdy komórki nowotworowe wykazują obecność tego receptora). Medycyna nuklearna od początku kieruje się tą zasadą: radioaktywny jod w leczeniu raka tarczycy (pierwsza procedura lecznicza z zastosowaniem radioizotopów) podawany jest pacjentom dopiero wtedy, gdy badanie scyntygraficzne po podaniu dawki diagnostycznej radiojodu wykaże zachowaną jodochwytność.
Obecnie teranostyka sięga do najnowszych technologii i materiałów, takich jak nanotechnologie, nanomateriały, biomateriały i biomimetyki, które pozwalają jednocześnie na wykrywanie procesów chorobowych w ciele pacjenta i podjęcie działań, które umożliwiają dostarczenie leków bezpośrednio do obszarów objętych procesem chorobowym.
Taka ukierunkowana interwencja pozwala na skuteczniejsze leczenie. Co więcej, umożliwia także dostosowanie metod leczenia (w tym dawki leku) do indywidualnych potrzeb konkretnego pacjenta. Teranostyka jako diagnostyka i terapia na poziomie molekularnym jest podstawą nowoczesnej spersonalizowanej medycyny precyzyjnej, zwanej medycyną „szytą na miarę”.
– Idea teranostyki polega na tym, by na początku sprawdzić, czy dane lekarstwo, które według naszej wiedzy można zastosować w terapii danego schorzenia, rzeczywiście połączy się z komórkami chorobowymi. Dany lek podajemy tylko wtedy, kiedy stwierdzimy, że rzeczywiście łączy się ze zmianami chorobowymi i leczenie z bardzo wysokim prawdopodobieństwem będzie skuteczne. W kontekście medycyny nuklearnej, stosowanej w terapii onkologicznej, sprawdzamy pod tym kątem różne radiofarmaceutyki, między innymi radiofarmaceutyki peptydowe – mówi prof. Leszek Królicki, konsultant krajowy w dziedzinie medycyny nuklearnej.
Krok 1: Sprawdzenie, czy dany lek zadziała
Pierwszy krok w podejściu teranostycznym to znakowanie wybranego leku radioizotopem, stosowanym do diagnostyki. Są to radioizotopy emitujące promieniowanie gamma (lub pozytonowe). Promieniowanie to jest rejestrowane przez aparaty – gammakamery (SPECT lub PET). – Na podstawie badania diagnostycznego musimy oszacować, jaki powinien być pożądany zasięg i energia promieniowania w zależności od objętości guza nowotworowego i stopnia gromadzenia się radiofarmaceutyku – tłumaczy prof. Leszek Królicki.
Kolejnym etapem jest przygotowywanie radiofarmaceutyku wyznakowanego radioizotopem, emitującym promieniowanie niszczące komórki nowotworowe – promieniowanie beta lub alfa.
– Podstawowym warunkiem jest takie przeprowadzenie znakowania, aby połączenie było bardzo stabilne, a jednocześnie nie zmieniało właściwości biologicznych nośnika – mówi prof. Leszek Królicki. – Niektóre izotopy emitują promieniowanie, które byłoby odpowiednie do leczenia, ale stabilność ich wiązania z określonym nośnikiem (na przykład z peptydem) jest zbyt mała. Wybór substancji, które zastosujemy, jest więc zawsze dobrze przemyślany – dodaje prof. Leszek Królicki.
Krok 2: Podanie skutecznej terapii
– Zakres prowadzonych procedur leczniczych w ramach medycyny nuklearnej jest bardzo obszerny.
W leczeniu przeciwbólowym zmian przerzutowych do kości stosujemy pierwiastki, takie jak Samar czy Stront. Są one analogami wapnia i gromadzą się w ogniskach nowotworowych w kościach, a emitowane promieniowanie beta niszczy je, łagodząc ból. Ostatnio wprowadzono również 223-Rad (jest on także analogiem wapnia), który emituje promieniowanie alfa - o niewielkim zasięgu, ale o tak dużej energii, że jest w stanie skutecznie niszczyć DNA komórek nowotworowych – wyjaśnia prof. Leszek Królicki. – Lek ten jest ukierunkowany również na leczenie przerzutów nowotworów do kości (obecnie przerzutów raka prostaty), ale wykazuje nie tylko właściwości przeciwbólowe, ale również istotnie przedłuża czas przeżycia chorych – dodaje prof. Leszek Królicki.
Nieco inny mechanizm przyjmuje się w terapii guzów neuroendokrynnych. Nowotwory te charakteryzują się znacznie zwiększoną ekspresją receptorów dla somatostatyny, hormonu peptydowego, blokującego wydzielanie hormonu wzrostu przez przysadkę mózgową oraz hamującego wydzielanie insuliny. Na pierwszym etapie wykonywane jest badanie diagnostyczne (scyntygrafia) z zastosowaniem znakowanych analogów somatostatyny. Jeśli scyntygrafia wykaże bardzo duże powinowactwo ognisk nowotworowych do tego peptydu, a jednocześnie czynność nerek i szpiku kostnego jest prawidłowa, rozważa się możliwość zastosowania leczenia tym samym radiofarmaceutykiem, ale wyznakowanym radioizotopem emitującym promieniowanie beta (lub alfa).
W terapii raka prostaty entuzjazm naukowców i klinicystów wzbudza PSMA. Jest to antygen występujący na błonie komórkowej komórek stercza. Wykazano, że jego ekspresja jest znacznie zwiększona na komórkach nowotworowych. Obserwacja ta była podstawą do poszukiwania peptydów, łączących się z tym antygenem.
– Peptydy znakowane radioizotopami (68Ga, 18F) zrewolucjonizowały diagnostykę raka stercza – możliwa jest obecnie ocena nawet nie powiększonych węzłów chłonnych w poszukiwaniu ognisk przerzutowych. Co więcej, antygen PSMA stał się celem terapeutycznym w leczeniu chorych na rozsiane przerzuty raka, nie reagujące już na hormono-, czy chemioterapię. W tym celu radiofarmaceutyk jest znakowany emiterami promieniowania beta (186-Lutet), lub emiterami promieniowania alfa (225-Aktyn) – wyjaśnia prof. Leszek Królicki.
Przyszłość: skuteczne terapie szyte na miarę
Zastosowanie strategii teranostycznej pozwala na wdrożenie odpowiedniego dla danego pacjenta skutecznego leczenia lub modyfikację już stosowanej u niego terapii. Główne dziedziny medycyny, gdzie wykorzystywana jest teranostyka, to: onkologia, endokrynologia, terapia procesów zapalnych i zmian autoimmunologicznych.
– W związku z lawinowo rosnącą liczbą zachorowań na raka, nazwaną onkologicznym tsunami, możliwość zaoferowania pacjentom nowoczesnych, celowanych i skutecznych terapii jest niezwykle ważna. Teranostyka to dziedzina interdyscyplinarna, łącząca różne gałęzie nauki. Jej wykorzystanie
w służbie walki z najczęściej występującymi schorzeniami – zwłaszcza onkologicznymi - tymi, gdzie wciąż sukces terapeutyczny pozostaje poważnym wyzwaniem (rak prostaty, rak trzustki) ma przed sobą wielki potencjał, dlatego warto tę dziedzinę rozwijać – mówi prof. Leszek Królicki.
