Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali nową metodę obrazowania PET, może ona przynieść przełom w diagnostyce raka

02.11.2021

Zespół naukowców z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie pod kierownictwem prof. Pawła Moskala opracował nową metodę obrazowania Pozytonowej Tomografii Emisyjnej (PET), która zwiększy możliwości diagnostyki nowotworów złośliwych.

Celem realizowanego na Uniwersytecie Jagiellońskim projektu Jagielloński PET (J-PET) jest zbudowanie urządzenia pozwalającego na jednoczesne obrazowanie całego ciała. Będzie mogło ono nie tylko lokalizować zmiany nowotworowe, ale umożliwi także określanie stopnia ich złośliwości oraz badanie dynamiki metabolizmu i rozprowadzania leków.

Urządzenie zbudowane jest w oparciu o technologię wykorzystującą polimerowe scyntylatory stworzoną na Uniwersytecie Jagiellońskim. Ich zaletą jest znacznie niższy koszt budowy skanera PET. Zespół pracujący nad projektem J-PET składa się z fizyków, informatyków, elektroników, chemików, biologów oraz lekarzy.

Pozytronowa Tomografia Emisyjna jest metodą obrazowania wykorzystującą rejestrację produktów rozpadu promieniotwórczego w tkankach ciała. Badanej osobie podaje się radiofarmaceutyk, który w organizmie ulega rozpadowi promieniotwórczemu, w wyniku czego dochodzi do powstania pozytonów. Pozytony po przebyciu niewielkiej odległości, rzędu kilku milimetrów, zderzają się z elektronami zawartymi w tkankach ciała i ulegają anihilacji. Powstałe w wyniku anihilacji dwa fotony są rejestrowane jednocześnie przez dwa z szeregu pierścieniowo ułożonych detektorów, co pozwala dokładnie określić miejsce powstania pozytonów. W zależności od zastosowanego radiofarmaceutyku można obrazować różne procesy metaboliczne i tkanki.

Metoda działania J-PET różni się istotnie od obecnie używanych tomografów PET, które tworzą obraz w oparciu o dwa fotony. J-PET wykorzystuje obrazowanie trójfotonowe. Pozwala to na określenie nie tylko miejsca, ale też i czasu rozpadu pozytonium. Pozytonium to krótkotrwałe połączenie w parę pozytonu z elektronem, w wyniku jego rozpadu dochodzi do emisji trzech fotonów.

W nowej metodzie wykorzystuje się specyficzną właściwość pozytonium. Czas życia pozytonium w tkankach pacjenta jest zależny od budowy tkanki. Dzięki możliwości rejestracji zarówno miejsca, jak i czasu rozpadu możliwe jest różnicowanie tkanek ze względu na ich budowę.

J-PET jest unikatowym w skali świata rozwiązaniem, które pozwoli na wdrożenie procedur leczniczych, opartych na precyzyjnym diagnozowaniu, które rozwijane będą w tworzonym na UJ Centrum Teranostyki. Termin teranostyka powstał ze złożenia dwóch słów: terapia (leczenie) oraz diagnostyka (wykrywanie chorób) i oznacza nowe podejście do medycyny, mające na celu tworzenie nowych rozwiązań technologicznych umożliwiających jednoczesne wykrywanie i leczenie chorób.