Kan metabolitter i stoffskiftet gi nye biomarkører som igjen kan føre til bedre diagnostikk og mer målrettet behandling av en rekke sykdommer? Det er hypotesen til forskerne Tonje Husby Haukaas (bioingeniør og PhD) og May-Britt Tessem (biolog, PhD og førsteamanuensis).
I novemberutgaven av Bioingeniøren publiserer de, sammen med tre medforfattere, en vitenskapelig oversiktsartikkel om «MR-metabolomikk i jakten på biomarkører». De beskriver blant annet potensielle biomarkører for prostatakreft, brystkreft, preeklampsi og hjerte/karsykdommer.
Raskt og effektivt
Bioingeniøren besøker Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk ved NTNU i Trondheim, etter en nylig flyttesjau. Selve MR-laboratoriet (MR = magnetisk resonans) har fått nye lokaler og er ikke operativt ennå. Vi får likevel være med inn i rommet der de to MR-maskinene er plassert. Én for vevsprøver og én for blod- og urinprøver. Med tanke på de bittesmå vevsprøvene og beskjedne prøverørene som skal inn i dem, ser maskinene imponerende ut. På toppen av den ene troner en «sample-jet». I den skal blod- og urinprøver plasseres.
- Analyse av blod- og urinprøver er automatisert og gjøres raskt og effektivt. Vi kan fylle på med prøver før vi går fra jobb om ettermiddagen, og hente ut opptil hundre analysesvar når vi kommer neste morgen, forteller Tessem.
Like hel etter analyse
For vevsprøver er ikke analysene like automatiserte ennå. Den største fordelen med dem er at de er like hele og intakte etter undersøkelsen.
- Dermed kan de sendes videre til nye undersøkelser med andre metoder. MR verken ødelegger eller minsker prøvematerialet, sier Haukaas.
Hun forteller at en MR-maskin koster 10 – 13 millioner kroner. Til gjengjeld koster det ikke stort å analysere enkeltprøver når maskinen først er innkjøpt.
Fremdeles på forskningsstadiet
Metabolomikk går ut på å undersøke stoffskiftet slik at man får et øyeblikksbilde av nivået til metabolittene, forklarer de to forskerne. Undersøkelsen kan gjøres på en biopsi – eller på biologiske væsker som blod og urin. I et pågående forskningsprosjekt blir prostatapasienter også undersøkt in vivo.
Prinsippet er at MR-maskinen skyter inn radiobølger mot protoner i svulsten eller væsken. Protonene eksiteres og man kan måle et signal når protonene går tilbake i posisjon igjen. Signalet forteller hvilke metabolitter som er inne i prøven.
Jobben videre er å finne spesifikke biomarkører blant disse metabolittene.
For metabolittene kan sannsynligvis fortelle en god del om prognoser og behandling. For eksempel ser det ut som om nivået av citrat og spermin kan skille aggressiv og mindre aggressiv prostatakreft, mens økt nivå av laktat og glysin er funnet hos brystkreftpasienter med kortere overlevelsestid.
Men alt dette skjer fremdeles på forskningsstadiet. Foreløpig blir ikke metoden brukt rutinemessig verken i diagnostisering eller for å anslå prognoser.
Mer målrettet kreftbehandling?
Haukaas og Tessem har hver sine forskningsprosjekter på hver sin kreftform. Haukaas deltar i et prosjekt som har påvist tre naturlige undergrupper av brystkreft med stor forskjell i metabolismen. Hypotesen er at pasientens overlevelse er avhengig av hvilken metabolsk undergruppe den tilhører.
- Hvis det er riktig kan den metabolske klassifiseringen fortelle oss hvilke pasienter som trenger ekstra oppfølging, og eventuelt tøffere behandling, for å bli frisk, forklarer hun.
Tessems prosjekt har som mål at pasienter med mistanke om prostatakreft etter forhøyete PSA-målinger, skal få et mer treffsikkert diagnoseløp. Den vanlige prosedyren er å ta biopsier av hele organet med 12 - 16 stikk. Tessem prøver ut en såkalt «målrettet MR-veiledet biopsi». Det vil si at det blir tatt to - tre biopsier direkte i det mistenkelige området mens pasienten ligger inne i MR-magneten og har fått bedøvelse.
- På den måten kan det bli mulig å overvåke pasienten uten å operere ham. Og det kan spare ham for bivirkninger som impotens og inkontinens livet ut, forteller Tessem.
Hva med framtida?
Bioingeniøren hadde et temanummer allerede i 2013 om genomikk og proteomikk. I tillegg omfatter «omikk»-begrepet transcriptomikk (mRNA) – og altså metabolomikk.
Tessem og Haukaas sammenfatter det hele til «multiomikk». De tror ikke man finner de gode svarene ved bare å undersøke én av dem, derfor ser de for seg større studier hvor alle miljøene samarbeider. Men de synes det er vanskelig å forutse når eventuelle nye biomarkører, basert på forskningen deres, kan tas i bruk i klinikken.
- Når det er en realitet en gang i framtida, er det uansett ikke sikkert at MR er den mest egnede metoden. Det er mulig at det kan utvikles andre og enklere analyser som passer bedre som rutineanalyser i et sykehuslaboratorium, avslutter Tessem.
Les også:
MR-metabolomikk i jakten på biomarkører
Genomikk - fra teknologisk utvikling - via forskning - til klinikk (2013)
Proteomikk - snart klart for klinikken? (2013)
