तेल अवीव [इज़राइल], अग्नाशयी कैंसर देर से पता चलने और उच्च मृत्यु दर के लिए कुख्यात है, लेकिन चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के लिए एक नया इज़राइली दृष्टिकोण जो अग्नाशयी ट्यूमर को उजागर करता है वह पहले निदान और उपचार की आशा प्रदान करता है।
अग्न्याशय के कैंसर का पता लगाने की चुनौती पेट की गुहा में अग्न्याशय के गहरे स्थान से उत्पन्न होती है, जो व्यक्तियों में अलग-अलग होती है, अक्सर प्रभावी उपचार के लिए बहुत देर होने तक ट्यूमर को छुपाया जाता है।
हालाँकि यह वैश्विक स्तर पर कैंसर का केवल 12वां सबसे आम रूप है, अग्न्याशय कैंसर 2020 में छठा सबसे घातक था। बेहतर पहचान के बिना, अग्न्याशय कैंसर 2030 तक कैंसर का सबसे घातक रूप बनने का अनुमान है।
हालाँकि, वीज़मैन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस द्वारा विकसित एक अभिनव एमआरआई विधि यह ट्रैक करती है कि कोशिकाएं ग्लूकोज का चयापचय कैसे करती हैं, उसी तरह जैसे ग्लूकोज सहिष्णुता परीक्षण मधुमेह का संकेत देते हैं। निष्कर्ष हाल ही में सहकर्मी-समीक्षित साइंस एडवांस जर्नल में प्रकाशित हुए थे।
लगभग एक सदी पहले, नोबेल पुरस्कार विजेता ओटो वारबर्ग ने पाया था कि कैंसर कोशिकाएं गैर-कैंसर कोशिकाओं की तुलना में असामान्य रूप से उच्च दर पर ग्लूकोज का उपभोग करती हैं, एक घटना जिसे अब वारबर्ग प्रभाव के रूप में जाना जाता है।
यह प्रभाव ग्लूकोज को कार्बन डाइऑक्साइड में पूरी तरह से चयापचय करने के बजाय लैक्टेट में किण्वित करने का कारण बनता है। इस चयापचय विचित्रता का लाभ उठाते हुए, वीज़मैन एमआरआई विधि कैंसर कोशिकाओं के लिए अद्वितीय विशिष्ट चयापचय उत्पादों को मैप करती है, जो संभावित रूप से अग्न्याशय के कैंसर की पहचान की अनुमति देती है।
प्रोफेसर लुसियो फ्राइडमैन और प्रोफेसर एविग्डोर शेर्ज़ के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने रासायनिक रूप से परिवर्तित ग्लूकोज का उपयोग किया जिसमें हाइड्रोजन का एक स्थिर आइसोटोप होता है जिसे ड्यूटेरियम कहा जाता है। स्कैनिंग से पहले इस संशोधित ग्लूकोज को अग्न्याशय के ट्यूमर वाले चूहों में इंजेक्ट किया गया था।
फ्राइडमैन के अनुसार, यह नई विधि पारंपरिक एमआरआई और पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) स्कैन को पार कर सकती है, जो दोनों अग्नाशयी ट्यूमर की सटीक पहचान करने के लिए संघर्ष करते हैं।
"पारंपरिक एमआरआई अग्न्याशय के ट्यूमर का पता लगाने में विफल रहता है क्योंकि, जब बाहरी कंट्रास्ट एजेंटों को जोड़ा जाता है, तब भी स्कैनिंग कैंसर की उपस्थिति और स्थान को उजागर करने के लिए पर्याप्त विशिष्ट नहीं होती है। डॉक्टर ट्यूमर को तब तक नहीं देख सकते जब तक कि रोगी को इसका प्रभाव महसूस न हो," फ्राइडमैन कहा।
"यहां तक कि जब स्कैन एक असामान्यता का संकेत देता है, तब भी इसे अक्सर सूजन या सौम्य सिस्ट से अलग नहीं किया जा सकता है। इसी तरह, पीईटी स्कैन पर भरोसा नहीं किया जा सकता है क्योंकि एक सकारात्मक स्कैन का मतलब हमेशा यह नहीं होता है कि रोगी को कैंसर है, और एक नकारात्मक पीईटी स्कैन का मतलब यह नहीं है हमेशा इसका मतलब यह होता है कि मरीज़ कैंसर-मुक्त है," उन्होंने समझाया।
अग्न्याशय के कैंसर के लिए मानक निवारक देखभाल में वर्तमान में समय-समय पर सीटी और एमआरआई स्कैन शामिल होते हैं, अक्सर आक्रामक और असुविधाजनक एंडोस्कोपिक बायोप्सी के साथ, लेकिन यह संयुक्त दृष्टिकोण शायद ही कभी काम करता है। शोधकर्ताओं का लक्ष्य सामान्य और कैंसरग्रस्त ऊतकों के अलग-अलग चयापचय पैटर्न का पता लगाने के लिए एमआरआई का उपयोग करके इस नैदानिक अंतर को संबोधित करना था।
"स्वस्थ कोशिकाओं में, ग्लूकोज का पाचन कार्बन डाइऑक्साइड के साथ समाप्त होता है, जिसे हम बाहर निकालते हैं," फ्राइडमैन ने समझाया। "हालांकि, कैंसर कोशिकाएं लैक्टेट का उत्पादन करके इस प्रक्रिया को जल्दी रोक देती हैं, जो उनके प्रसार में सहायक होता है।"
चुनौती कैंसर कोशिकाओं द्वारा उत्पादित लैक्टेट की थोड़ी मात्रा का पता लगाने में थी। पारंपरिक एमआरआई ऊतक के पानी में प्रचुर मात्रा में प्रोटॉन को मापता है, जो हल्के लैक्टेट सिग्नल को ढक देता है। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने ग्लूकोज के प्रोटॉन को ड्यूटेरियम से बदल दिया। यह "ड्यूटेराइज़्ड" ग्लूकोज, जब कैंसर कोशिकाओं द्वारा मेटाबोलाइज़ किया जाता है, तो पानी के सिग्नल के हस्तक्षेप पर काबू पाते हुए, पता लगाने योग्य ड्यूटेराइज़्ड लैक्टेट का उत्पादन करता है।
इस पद्धति की संवेदनशीलता को बढ़ाते हुए, फ़्राइडमैन की टीम ने उन्नत प्रयोगात्मक और छवि-प्रसंस्करण तकनीक विकसित की, जिससे ड्यूटेराइज़्ड लैक्टेट का पता लगाने में काफी सुधार हुआ। नए एमआरआई स्कैन से सबसे छोटे ट्यूमर भी रोशन हो गए, जबकि स्वस्थ ऊतक अंधेरे बने रहे।
"यहां तक कि अगर कैंसर को समय पर नहीं पकड़ा जाता है, तो ड्यूटेरियम एमआरआई उन दरों को मापने में मदद करेगा जिस पर ग्लूकोज-से-लैक्टेट रूपांतरण होता है। यह कुछ उपचारों की उपयोगिता की भविष्यवाणी करने या यहां तक कि यह निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण मीट्रिक प्रदान कर सकता है कि कोई उपचार काम कर रहा है या नहीं फ्राइडमैन ने कहा, "यह ड्यूटेरियम एमआरआई को पहचानना मुश्किल अग्नाशय ट्यूमर के निदान और सर्वोत्तम रोग निदान उत्पन्न करने वाले उपचार को चुनने के लिए एक पसंदीदा विधि के रूप में स्थापित कर सकता है।"
अग्न्याशय के कैंसर का पता लगाने की चुनौती पेट की गुहा में अग्न्याशय के गहरे स्थान से उत्पन्न होती है, जो व्यक्तियों में अलग-अलग होती है, अक्सर प्रभावी उपचार के लिए बहुत देर होने तक ट्यूमर को छुपाया जाता है।
हालाँकि यह वैश्विक स्तर पर कैंसर का केवल 12वां सबसे आम रूप है, अग्न्याशय कैंसर 2020 में छठा सबसे घातक था। बेहतर पहचान के बिना, अग्न्याशय कैंसर 2030 तक कैंसर का सबसे घातक रूप बनने का अनुमान है।
हालाँकि, वीज़मैन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस द्वारा विकसित एक अभिनव एमआरआई विधि यह ट्रैक करती है कि कोशिकाएं ग्लूकोज का चयापचय कैसे करती हैं, उसी तरह जैसे ग्लूकोज सहिष्णुता परीक्षण मधुमेह का संकेत देते हैं। निष्कर्ष हाल ही में सहकर्मी-समीक्षित साइंस एडवांस जर्नल में प्रकाशित हुए थे।
लगभग एक सदी पहले, नोबेल पुरस्कार विजेता ओटो वारबर्ग ने पाया था कि कैंसर कोशिकाएं गैर-कैंसर कोशिकाओं की तुलना में असामान्य रूप से उच्च दर पर ग्लूकोज का उपभोग करती हैं, एक घटना जिसे अब वारबर्ग प्रभाव के रूप में जाना जाता है।
यह प्रभाव ग्लूकोज को कार्बन डाइऑक्साइड में पूरी तरह से चयापचय करने के बजाय लैक्टेट में किण्वित करने का कारण बनता है। इस चयापचय विचित्रता का लाभ उठाते हुए, वीज़मैन एमआरआई विधि कैंसर कोशिकाओं के लिए अद्वितीय विशिष्ट चयापचय उत्पादों को मैप करती है, जो संभावित रूप से अग्न्याशय के कैंसर की पहचान की अनुमति देती है।
प्रोफेसर लुसियो फ्राइडमैन और प्रोफेसर एविग्डोर शेर्ज़ के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने रासायनिक रूप से परिवर्तित ग्लूकोज का उपयोग किया जिसमें हाइड्रोजन का एक स्थिर आइसोटोप होता है जिसे ड्यूटेरियम कहा जाता है। स्कैनिंग से पहले इस संशोधित ग्लूकोज को अग्न्याशय के ट्यूमर वाले चूहों में इंजेक्ट किया गया था।
फ्राइडमैन के अनुसार, यह नई विधि पारंपरिक एमआरआई और पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) स्कैन को पार कर सकती है, जो दोनों अग्नाशयी ट्यूमर की सटीक पहचान करने के लिए संघर्ष करते हैं।
"पारंपरिक एमआरआई अग्न्याशय के ट्यूमर का पता लगाने में विफल रहता है क्योंकि, जब बाहरी कंट्रास्ट एजेंटों को जोड़ा जाता है, तब भी स्कैनिंग कैंसर की उपस्थिति और स्थान को उजागर करने के लिए पर्याप्त विशिष्ट नहीं होती है। डॉक्टर ट्यूमर को तब तक नहीं देख सकते जब तक कि रोगी को इसका प्रभाव महसूस न हो," फ्राइडमैन कहा।
"यहां तक कि जब स्कैन एक असामान्यता का संकेत देता है, तब भी इसे अक्सर सूजन या सौम्य सिस्ट से अलग नहीं किया जा सकता है। इसी तरह, पीईटी स्कैन पर भरोसा नहीं किया जा सकता है क्योंकि एक सकारात्मक स्कैन का मतलब हमेशा यह नहीं होता है कि रोगी को कैंसर है, और एक नकारात्मक पीईटी स्कैन का मतलब यह नहीं है हमेशा इसका मतलब यह होता है कि मरीज़ कैंसर-मुक्त है," उन्होंने समझाया।
अग्न्याशय के कैंसर के लिए मानक निवारक देखभाल में वर्तमान में समय-समय पर सीटी और एमआरआई स्कैन शामिल होते हैं, अक्सर आक्रामक और असुविधाजनक एंडोस्कोपिक बायोप्सी के साथ, लेकिन यह संयुक्त दृष्टिकोण शायद ही कभी काम करता है। शोधकर्ताओं का लक्ष्य सामान्य और कैंसरग्रस्त ऊतकों के अलग-अलग चयापचय पैटर्न का पता लगाने के लिए एमआरआई का उपयोग करके इस नैदानिक अंतर को संबोधित करना था।
"स्वस्थ कोशिकाओं में, ग्लूकोज का पाचन कार्बन डाइऑक्साइड के साथ समाप्त होता है, जिसे हम बाहर निकालते हैं," फ्राइडमैन ने समझाया। "हालांकि, कैंसर कोशिकाएं लैक्टेट का उत्पादन करके इस प्रक्रिया को जल्दी रोक देती हैं, जो उनके प्रसार में सहायक होता है।"
चुनौती कैंसर कोशिकाओं द्वारा उत्पादित लैक्टेट की थोड़ी मात्रा का पता लगाने में थी। पारंपरिक एमआरआई ऊतक के पानी में प्रचुर मात्रा में प्रोटॉन को मापता है, जो हल्के लैक्टेट सिग्नल को ढक देता है। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने ग्लूकोज के प्रोटॉन को ड्यूटेरियम से बदल दिया। यह "ड्यूटेराइज़्ड" ग्लूकोज, जब कैंसर कोशिकाओं द्वारा मेटाबोलाइज़ किया जाता है, तो पानी के सिग्नल के हस्तक्षेप पर काबू पाते हुए, पता लगाने योग्य ड्यूटेराइज़्ड लैक्टेट का उत्पादन करता है।
इस पद्धति की संवेदनशीलता को बढ़ाते हुए, फ़्राइडमैन की टीम ने उन्नत प्रयोगात्मक और छवि-प्रसंस्करण तकनीक विकसित की, जिससे ड्यूटेराइज़्ड लैक्टेट का पता लगाने में काफी सुधार हुआ। नए एमआरआई स्कैन से सबसे छोटे ट्यूमर भी रोशन हो गए, जबकि स्वस्थ ऊतक अंधेरे बने रहे।
"यहां तक कि अगर कैंसर को समय पर नहीं पकड़ा जाता है, तो ड्यूटेरियम एमआरआई उन दरों को मापने में मदद करेगा जिस पर ग्लूकोज-से-लैक्टेट रूपांतरण होता है। यह कुछ उपचारों की उपयोगिता की भविष्यवाणी करने या यहां तक कि यह निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण मीट्रिक प्रदान कर सकता है कि कोई उपचार काम कर रहा है या नहीं फ्राइडमैन ने कहा, "यह ड्यूटेरियम एमआरआई को पहचानना मुश्किल अग्नाशय ट्यूमर के निदान और सर्वोत्तम रोग निदान उत्पन्न करने वाले उपचार को चुनने के लिए एक पसंदीदा विधि के रूप में स्थापित कर सकता है।"
