من المتوقع أن تمهد طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي الجديدة التي طورها علماء معهد وايزمان للعلوم الطريق للتشخيص المبكر لسرطان البنكرياس
يتواجد البنكرياس في أعماق تجويف البطن وقد يختلف موقعه الدقيق من شخص لآخر. هذه الحقيقة، إلى جانب الافتقار إلى المؤشرات الحيوية وطرق التصوير الحساسة بدرجة كافية، هي الأسباب التي تجعل من الصعب اكتشاف أورام سرطان البنكرياس بشكل خاص، وغالبًا ما يتم اكتشافها فقط في مرحلة متقدمة ونهائية. وقد أظهر علماء معهد وايزمان للعلوم ذلك مؤخرًا نهج تصوير جديد يمكن أن يضيء أورام البنكرياس في ضوء جديد ويجعلها تظهر بوضوح في فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي. ومن المتوقع أن تتيح الطريقة الجديدة تسخير تكنولوجيا التصوير بالرنين المغناطيسي للتشخيص المبكر لسرطان البنكرياس، وبالتالي السماح بالعلاج في مراحل مبكرة من هذا المرض الفتاك، ونأمل أن يؤدي ذلك إلى ارتفاع معدلات البقاء على قيد الحياة.
يقول البروفيسور: "تفشل فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي القياسية حاليًا في اكتشاف أورام البنكرياس، حتى عند استخدام عوامل التباين، لأن الاختبار ببساطة ليس محددًا بدرجة كافية". لوسيو فريدمان من معهد وايزمان للعلوم الذي قاد تطوير الطريقة بالتعاون مع مجموعة البروفيسور أفيغدور سارتز من المعهد. "في الواقع، حتى عندما تشير فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي إلى وجود خلل غير طبيعي، غالبًا ما يكون من الصعب معرفة ما إذا كان ورمًا أو التهابًا أو كيسًا حميدًا. ونتيجة لذلك، غالبًا ما يتم تشخيص سرطان البنكرياس فقط في مرحلة متأخرة عندما يكون المريض بالفعل يشعر بالأعراض." ويؤكد البروفيسور فريدمان أن تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي لا تواجه صعوبة في التمييز بين أورام البنكرياس فحسب، بل إن طرق التصوير الأخرى مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) تواجه أيضًا صعوبة في تأكيد أو نفي وجود السرطان. فضلاً عن ذلك فإن حتى التشخيص المقبول حالياً للكشف عن سرطان البنكرياس ـ وهو مزيج من فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي المحوسب الدورية، فضلاً عن فحوصات الخزعة الغازية في كثير من الحالات ـ لا يمكن الاعتماد عليه بالضرورة.
لهذه الأسباب وفي ظل خطورة المرض، شرع البروفيسور فريدمان وشركاؤه في البحث عن طرق مبتكرة للتعرف على أورام البنكرياس. قادهم البحث إلى أوتو واربورغ - العالم الألماني اليهودي الحائز على جائزة نوبل، الذي اكتشف منذ ما يقرب من قرن من الزمان أن الخلايا السرطانية "مدمنة" للسكر، وأن تحلل السكر في هذه الخلايا ينتج عنه منتجات مختلفة ومتميزة. ورأى الباحثون أنه يمكن تسخير تقنية "تأثير واربورغ" والتصوير بالرنين المغناطيسي لرسم خريطة لمنتجات أيضية محددة تميز الخلايا السرطانية، وبالتالي تسليط ضوء جديد على فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي والكشف عن وجود أورام سرطانية في البنكرياس.
"في الخلايا السليمة، المنتج النهائي لتحلل الجلوكوز هو ثاني أكسيد الكربون"، يوضح البروفيسور فريدمان. "لكن واربورغ اكتشف أنه في الخلايا السرطانية، يتوقف تحلل الجلوكوز عند محطة متوسطة، وبالتالي يؤدي إلى إنتاج جزيء اللاكتات. وهذا التوقف الوسيط يجعل الخلايا السرطانية تنتج طاقة أقل مقارنة بالخلايا الطبيعية، وهو ما يبدو عيبًا كبيرًا". ولكنه يمنحهم أيضًا ميزة البقاء: فوجود اللاكتات يساعدهم على التكاثر والتسبب في تلف الأنسجة المحيطة. وكان هدفنا هو استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد مكان إنتاج اللاكتات في الجسم، وبالتالي الكشف عن الأورام السرطانية".
"
ولكن كانت هناك مشكلة واحدة فقط في الفكرة الواعدة: وهي أن كمية اللاكتات التي تنتجها الخلايا السرطانية لا تلبي العتبة اللازمة للكشف عنها من خلال فحص التصوير بالرنين المغناطيسي القياسي. تعتمد تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي على قياس البروتونات الموجودة في نوى ذرات الهيدروجين الموجودة في جزيئات الماء الموجودة في الأنسجة التي يتم فحصها. وبما أن تركيز البروتونات في جزيء الماء في الأنسجة أكبر 100,000 ألف مرة من كميتها في جزيئات اللاكتات التي تنتجها الخلايا السرطانية، فمن أجل الكشف عن اللاكتات يجب على المرء أولاً التغلب على الإشارة الهائلة التي ينتجها الماء. يقول البروفيسور فريدمان: "إن الإشارة التي يتم تلقيها من الماء والدهون في الجسم في فحص التصوير بالرنين المغناطيسي العادي هي ببساطة مبهرة، واللاكتات - السمة المميزة للخلايا السرطانية - تنزلق تحت الرادار".
تمكن البروفيسور فريدمان وأعضاء مجموعته من حل المشكلة باستخدام طريقتين جانبيتين: أولاً، استبدلوا البروتونات الموجودة في جزيئات الجلوكوز بالديوتيريوم - وهو نظير غير مشع للهيدروجين، وتركيزه أما النوع الطبيعي فهو لا يكاد يذكر، ويوفر خلفية نظيفة خالية من الإشارات المربكة - وقد تم حقن السكر المسمى في الفئران المصابة بسرطان البنكرياس. عندما قامت الخلايا السرطانية بتفكيك الجلوكوز المُصمم هندسيًا، أنتج اللاكتات الناتج إشارة كانت أقوى بشكل ملحوظ أثناء الفحص ولم يتم إغراقها تمامًا بسبب زيادة الإشارات التي تم الحصول عليها من التصوير بالرنين المغناطيسي بالبروتون. ومع ذلك، فإن الإشارة - مهما كانت واضحة - كانت لا تزال خافتة للغاية، وباستثناء حالات الأورام الكبيرة بشكل خاص، ظلت غير قابلة للاكتشاف. لتحسين حساسية عمليات المسح، قام العلماء بدمج أحدث طرق معالجة الصور التي تم تكييفها مع الأساليب التجريبية الفريدة، ونجحوا في زيادة الحساسية إلى حد كبير، بحيث يمكن حتى أصغر كمية من اللاكتات أن تحمل وقد شوهد الديوتيريوم بوضوح. وبفضل التحسن في حساسية عمليات المسح واستخدام السكر المسمى، تمكن الباحثون من رؤية أورام بحجم ملليمتر بشكل واضح وبارز في الحيوانات بطريقة غير جراحية. حتى أن الباحثين أظهروا أن النهج الذي طوروه أكثر حساسية بكثير من التقنيات المنافسة، التي تراقب فقط المرحلة النهائية من انهيار الجلوكوز باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي مع فرط الاستقطاب.
ويؤكد البروفيسور فريدمان أن التجربة أجريت على الفئران فقط، وأنه يجب التأكد من النتائج عند البشر. "الدراسات السريرية المستقبلية، والتي من المتوقع أن تبدأ قريبًا باستخدام البنية التحتية الممتازة للتصوير بالرنين المغناطيسي المتوفرة في معهد وايزمان، ستكون قادرة على إظهار ما إذا كانت الطريقة الجديدة هي أداة تشخيصية منقذة للحياة - خاصة بالنسبة لأولئك الذين لديهم استعداد وراثي لهذا المرض الخطير". المرض"، كما يقول. وحتى بغض النظر عن التشخيص المبكر، فمن المتوقع أن تتيح الطريقة الجديدة قياس معدلات التحويل من الجلوكوز إلى اللاكتات، وبالتالي تكون عاملاً مهمًا في تحديد مدى فعالية العلاجات المختلفة.
قاد البحث البروفيسور لوسيو فريدمان والدكتور ألتون مونتيرزي من قسم الفيزياء الكيميائية والبيولوجية في معهد وايزمان للعلوم، والدكتورة كيرين ساسون والدكتور ليلاخ عجمي من مجموعة البروفيسور شيرتز في قسم النبات والكيمياء. وشاركت فيه علوم البيئة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
