De som måste bekämpa en mäktig fiende måste leta efter allierade. Det är därför fysiker från olika vetenskapsområden har beslutat att samarbeta med biomedicinska läkare för att placera kampen mot cancer genom värmebehandling med hjälp av magnetiska nanopartiklar på ett fast ämne, vetenskaplig grund. Målet med samarbetet är att förbättra terapins framgång. Inom ramen för ett gemensamt projekt finansierat av Deutsche Forschungsgemeinschaft, Melanie Kettering från Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie (IDIR), Universitetssjukhuset Jena, och Heike Richter från Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ansvarar för uppgiften att upptäcka var många magnetiska nanopartiklar kan hittas i patientens kropp.
De injiceras i tumören – men finns de verkligen kvar där eller är de fördelade i hela kroppen? Att veta hur många som finns i tumören är viktigt för att värmebehandlingen ska lyckas. Nu har forskarna framgångsrikt kunnat påvisa på möss att magnetisk relaxometri är lämpad att tillämpas tillsammans med värmebehandlingen. Den ger information om var nanopartiklarna befinner sig i kroppen – helt utan kontakt med patienten.
För cancerterapi med hjälp av värmebehandling, magnetiska nanopartiklar injiceras i tumören och exciteras av en extern elektromagnetisk a.c. fält. Genom det här, de magnetiska nanopartiklarna genererar värme inuti tumören. Om temperaturer mellan 55 °C och 60 °C uppnås, cancerceller kan förstöras irreversibelt. Den omgivande friska vävnaden (utan magnetiska nanopartiklar) förblir opåverkad. Proceduren har ännu inte hittat sin väg in i klinisk rutin, men är fortfarande i testfasen, eftersom en rad frågor fortfarande måste klargöras. Bland annat, krävs en procedur som visar var nanopartiklarna finns i kroppen och i vilken mängd de kan hittas där. Utifrån detta, en selektiv behandling av tumören kan uppnås. PTB-forskare har upptäckt att magnetisk relaxometri är mycket väl lämpad för att få denna information - utan att ens röra patientens kropp eller skada henne/honom på annat sätt.
Detta görs på följande sätt innan behandlingen som sådan påbörjas:Järnoxidnanopartiklarna som injiceras i tumören är superparamagnetiska, det vill säga de är små magnetiska partiklar som kan ändra sin magnetiseringsriktning oberoende av varandra. Vid rumstemperatur, deras orientering i rummet är statistiskt fördelad så att deras summa inte bildar ett magnetiskt moment. Om ett externt konstant magnetfält nu appliceras, de orienterar sig alla nästan identiskt i rummet längs fältet och genererar ett magnetiskt moment som kan mätas utifrån. Detta magnetfält stängs sedan av och med känsliga magnetfältssensorer, så kallade SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Devices, supraledande kvantinterferensenheter), den följande avslappningen av magnetiseringen - d.v.s. återgången av det magnetiska momentet från den likformiga orienteringen mot ett tillstånd med en statistisk fördelning - bestäms extremt snabbt. Relaxationssignalens amplitud ger då information om partikelmängden.
De hittills genomförda undersökningarna på möss gör att man kan dra slutsatsen att injektionen av magnetiska nanopartiklar och var partiklarna befinner sig på injektionsplatsen fungerar varierande bra. I vissa tumörer, forskarna kunde hitta - 24 timmar efter injektionen - den nästan fullständiga mängden nanopartiklar i cancern, medan i andra tumörer endast en fjärdedel av de injicerade partiklarna kunde detekteras. Tills nu, det har inte varit möjligt att hitta en välgrundad förklaring till dessa olika mängder magnetiska nanopartiklar i tumören. Dock, resultatet visar desto mer hur viktigt det är att applicera magnetisk relaxometri samtidigt med värmebehandling av cancer med nanopartiklar för att kunna göra uttalanden om mängden partiklar i tumören. (ptb/if)
