టెల్ అవీవ్ [ఇజ్రాయెల్], ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్ ఆలస్యంగా గుర్తించడం మరియు అధిక మరణాల రేటుకు ప్రసిద్ధి చెందింది, అయితే ప్యాంక్రియాటిక్ కణితులను ప్రకాశవంతం చేసే మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్ (MRI)కి కొత్త ఇజ్రాయెల్ విధానం ముందస్తు నిర్ధారణలు మరియు చికిత్స కోసం ఆశను అందిస్తుంది.
ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్‌ను గుర్తించే సవాలు ఉదర కుహరంలో ప్యాంక్రియాస్ యొక్క లోతైన ప్రదేశం నుండి పుడుతుంది, ఇది వ్యక్తుల మధ్య మారుతూ ఉంటుంది, సమర్థవంతమైన చికిత్స కోసం చాలా ఆలస్యం అయ్యే వరకు తరచుగా కణితులను దాచిపెడుతుంది.
ప్రపంచవ్యాప్తంగా క్యాన్సర్‌లో ఇది 12వ అత్యంత సాధారణ రూపం అయినప్పటికీ, 2020లో ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్ ఆరవ ప్రాణాంతకమైనది. మెరుగైన గుర్తింపు లేకుండా, ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్ 2030 నాటికి క్యాన్సర్‌లో అత్యంత ప్రాణాంతక రూపంగా మారుతుందని అంచనా వేయబడింది.
అయినప్పటికీ, వైజ్‌మన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అభివృద్ధి చేసిన ఒక వినూత్న MRI పద్ధతి, గ్లూకోస్ టాలరెన్స్ పరీక్షలు మధుమేహాన్ని ఎలా సూచిస్తాయో అదే విధంగా కణాలు గ్లూకోజ్‌ని ఎలా జీవక్రియ చేస్తాయో ట్రాక్ చేస్తుంది. పరిశోధనలు ఇటీవల పీర్-రివ్యూడ్ సైన్స్ అడ్వాన్సెస్ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడ్డాయి.
దాదాపు ఒక శతాబ్దం క్రితం, నోబెల్ బహుమతి గ్రహీత ఒట్టో వార్బర్గ్ క్యాన్సర్ కణాలు క్యాన్సర్ కాని కణాలతో పోలిస్తే అసాధారణంగా అధిక రేటుతో గ్లూకోజ్‌ను వినియోగిస్తాయని కనుగొన్నారు, ఈ దృగ్విషయాన్ని ఇప్పుడు వార్బర్గ్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు.
ఈ ప్రభావం వల్ల గ్లూకోజ్ పూర్తిగా కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గా మెటబోలైజ్ కాకుండా లాక్టేట్‌లోకి పులియబెట్టేలా చేస్తుంది. ఈ జీవక్రియ చమత్కారాన్ని ప్రభావితం చేస్తూ, వీజ్‌మాన్ MRI పద్ధతి క్యాన్సర్ కణాలకు ప్రత్యేకమైన నిర్దిష్ట జీవక్రియ ఉత్పత్తులను మ్యాప్ చేస్తుంది, ఇది ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్‌ను గుర్తించడానికి సమర్థవంతంగా అనుమతిస్తుంది.
ప్రొఫెసర్ లూసియో ఫ్రైడ్మాన్ మరియు ప్రొఫెసర్ అవిగ్డోర్ షెర్జ్ నేతృత్వంలోని పరిశోధకులు డ్యూటెరియం అని పిలువబడే హైడ్రోజన్ స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ను కలిగి ఉన్న రసాయనికంగా మార్చబడిన గ్లూకోజ్‌ను ఉపయోగించారు. ఈ సవరించిన గ్లూకోజ్‌ను స్కానింగ్ చేయడానికి ముందు ప్యాంక్రియాటిక్ కణితులతో ఎలుకలలోకి ఇంజెక్ట్ చేశారు.
ఫ్రైడ్మాన్ ప్రకారం, ఈ కొత్త పద్ధతి సాంప్రదాయ MRI మరియు పాజిట్రాన్ ఎమిషన్ టోమోగ్రఫీ (PET) స్కాన్‌లను అధిగమించవచ్చు, ఈ రెండూ ప్యాంక్రియాటిక్ ట్యూమర్‌లను ఖచ్చితంగా గుర్తించడానికి కష్టపడతాయి.
"సాంప్రదాయ MRI ప్యాంక్రియాటిక్ కణితులను గుర్తించడంలో విఫలమవుతుంది, ఎందుకంటే బాహ్య కాంట్రాస్ట్ ఏజెంట్లు జోడించబడినప్పటికీ, స్కానింగ్ క్యాన్సర్ ఉనికిని మరియు స్థానాన్ని హైలైట్ చేయడానికి సరిపోదు. రోగి దాని ప్రభావాలను అనుభవించే వరకు వైద్యులు కణితిని చూడలేరు," ఫ్రైడ్మాన్ అన్నారు.
"స్కాన్ అసాధారణతను సూచించినప్పటికీ, అది తరచుగా మంట లేదా నిరపాయమైన తిత్తి నుండి వేరు చేయబడదు. అదేవిధంగా, PET స్కాన్‌లను తప్పనిసరిగా విశ్వసించలేము ఎందుకంటే సానుకూల స్కాన్ ఎల్లప్పుడూ రోగికి క్యాన్సర్ అని కాదు మరియు ప్రతికూల PET స్కాన్ కాదు. రోగి క్యాన్సర్ రహితంగా ఉంటాడని ఎల్లప్పుడూ అర్థం" అని ఆయన వివరించారు.
ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్‌కి సంబంధించిన ప్రామాణిక నివారణ సంరక్షణలో ప్రస్తుతం ఆవర్తన CT మరియు MRI స్కాన్‌లు ఉంటాయి, తరచుగా ఇన్వాసివ్ మరియు అసౌకర్యవంతమైన ఎండోస్కోపిక్ బయాప్సీలు ఉంటాయి, అయితే ఈ మిశ్రమ విధానం చాలా అరుదుగా పని చేస్తుంది. సాధారణ మరియు క్యాన్సర్ కణజాలాల యొక్క విభిన్న జీవక్రియ నమూనాలను గుర్తించడానికి MRIని ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ రోగనిర్ధారణ అంతరాన్ని పరిష్కరించాలని పరిశోధకులు లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నారు.
"ఆరోగ్యకరమైన కణాలలో, గ్లూకోజ్ జీర్ణక్రియ కార్బన్ డయాక్సైడ్తో ముగుస్తుంది, ఇది మనం పీల్చేస్తుంది" అని ఫ్రైడ్మాన్ వివరించారు. "అయితే, క్యాన్సర్ కణాలు ఈ ప్రక్రియను ముందుగానే ఆపివేస్తాయి, లాక్టేట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇది వాటి విస్తరణకు సహాయపడుతుంది."
క్యాన్సర్ కణాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన చిన్న మొత్తంలో లాక్టేట్‌ను గుర్తించడంలో సవాలు ఉంది. సాంప్రదాయిక MRI కణజాల నీటిలో సమృద్ధిగా ఉన్న ప్రోటాన్‌లను కొలుస్తుంది, మందమైన లాక్టేట్ సిగ్నల్‌ను కప్పివేస్తుంది. దీనిని పరిష్కరించడానికి, పరిశోధకులు గ్లూకోజ్ యొక్క ప్రోటాన్‌లను డ్యూటెరియంతో భర్తీ చేశారు. ఈ "డ్యూటరైజ్డ్" గ్లూకోజ్, క్యాన్సర్ కణాల ద్వారా జీవక్రియ చేయబడినప్పుడు, గుర్తించదగిన డ్యూటరైజ్డ్ లాక్టేట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది నీటి సిగ్నల్ జోక్యాన్ని అధిగమించింది.
ఈ పద్ధతి యొక్క సున్నితత్వాన్ని పెంపొందిస్తూ, ఫ్రైడ్మాన్ బృందం అధునాతన ప్రయోగాత్మక మరియు ఇమేజ్-ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులను అభివృద్ధి చేసింది, డ్యూటెరైజ్డ్ లాక్టేట్‌ను గుర్తించడాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. కొత్త MRI స్కాన్‌లు చిన్న కణితులను కూడా ప్రకాశవంతం చేస్తాయి, అయితే ఆరోగ్యకరమైన కణజాలాలు చీకటిగా ఉంటాయి.
"క్యాన్సర్ సకాలంలో పట్టుకోకపోయినా, డ్యూటెరియం MRI గ్లూకోజ్-టు-లాక్టేట్ మార్పిడి జరిగే రేటును కొలవడానికి సహాయపడుతుంది. ఇది కొన్ని చికిత్సల యొక్క ఉపయోగాన్ని అంచనా వేయడానికి లేదా చికిత్స పనిచేస్తుందో లేదో నిర్ణయించడానికి కీలకమైన మెట్రిక్‌ను అందిస్తుంది. ఇది ప్యాంక్రియాటిక్ కణితులను గుర్తించడానికి మరియు ఉత్తమమైన రోగ నిరూపణను ఉత్పత్తి చేసే చికిత్సను ఎంచుకోవడానికి డ్యూటెరియం MRIని ఇష్టపడే పద్ధతిగా ఏర్పాటు చేస్తుంది" అని ఫ్రైడ్మాన్ చెప్పారు.
ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్‌ను గుర్తించే సవాలు ఉదర కుహరంలో ప్యాంక్రియాస్ యొక్క లోతైన ప్రదేశం నుండి పుడుతుంది, ఇది వ్యక్తుల మధ్య మారుతూ ఉంటుంది, సమర్థవంతమైన చికిత్స కోసం చాలా ఆలస్యం అయ్యే వరకు తరచుగా కణితులను దాచిపెడుతుంది.
ప్రపంచవ్యాప్తంగా క్యాన్సర్‌లో ఇది 12వ అత్యంత సాధారణ రూపం అయినప్పటికీ, 2020లో ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్ ఆరవ ప్రాణాంతకమైనది. మెరుగైన గుర్తింపు లేకుండా, ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్ 2030 నాటికి క్యాన్సర్‌లో అత్యంత ప్రాణాంతక రూపంగా మారుతుందని అంచనా వేయబడింది.
అయినప్పటికీ, వైజ్‌మన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అభివృద్ధి చేసిన ఒక వినూత్న MRI పద్ధతి, గ్లూకోస్ టాలరెన్స్ పరీక్షలు మధుమేహాన్ని ఎలా సూచిస్తాయో అదే విధంగా కణాలు గ్లూకోజ్‌ని ఎలా జీవక్రియ చేస్తాయో ట్రాక్ చేస్తుంది. పరిశోధనలు ఇటీవల పీర్-రివ్యూడ్ సైన్స్ అడ్వాన్సెస్ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడ్డాయి.
దాదాపు ఒక శతాబ్దం క్రితం, నోబెల్ బహుమతి గ్రహీత ఒట్టో వార్బర్గ్ క్యాన్సర్ కణాలు క్యాన్సర్ కాని కణాలతో పోలిస్తే అసాధారణంగా అధిక రేటుతో గ్లూకోజ్‌ను వినియోగిస్తాయని కనుగొన్నారు, ఈ దృగ్విషయాన్ని ఇప్పుడు వార్బర్గ్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు.
ఈ ప్రభావం వల్ల గ్లూకోజ్ పూర్తిగా కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గా మెటబోలైజ్ కాకుండా లాక్టేట్‌లోకి పులియబెట్టేలా చేస్తుంది. ఈ జీవక్రియ చమత్కారాన్ని ప్రభావితం చేస్తూ, వీజ్‌మాన్ MRI పద్ధతి క్యాన్సర్ కణాలకు ప్రత్యేకమైన నిర్దిష్ట జీవక్రియ ఉత్పత్తులను మ్యాప్ చేస్తుంది, ఇది ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్‌ను గుర్తించడానికి సమర్థవంతంగా అనుమతిస్తుంది.
ప్రొఫెసర్ లూసియో ఫ్రైడ్మాన్ మరియు ప్రొఫెసర్ అవిగ్డోర్ షెర్జ్ నేతృత్వంలోని పరిశోధకులు డ్యూటెరియం అని పిలువబడే హైడ్రోజన్ స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ను కలిగి ఉన్న రసాయనికంగా మార్చబడిన గ్లూకోజ్‌ను ఉపయోగించారు. ఈ సవరించిన గ్లూకోజ్‌ను స్కానింగ్ చేయడానికి ముందు ప్యాంక్రియాటిక్ కణితులతో ఎలుకలలోకి ఇంజెక్ట్ చేశారు.
ఫ్రైడ్మాన్ ప్రకారం, ఈ కొత్త పద్ధతి సాంప్రదాయ MRI మరియు పాజిట్రాన్ ఎమిషన్ టోమోగ్రఫీ (PET) స్కాన్‌లను అధిగమించవచ్చు, ఈ రెండూ ప్యాంక్రియాటిక్ ట్యూమర్‌లను ఖచ్చితంగా గుర్తించడానికి కష్టపడతాయి.
"సాంప్రదాయ MRI ప్యాంక్రియాటిక్ కణితులను గుర్తించడంలో విఫలమవుతుంది, ఎందుకంటే బాహ్య కాంట్రాస్ట్ ఏజెంట్లు జోడించబడినప్పటికీ, స్కానింగ్ క్యాన్సర్ ఉనికిని మరియు స్థానాన్ని హైలైట్ చేయడానికి సరిపోదు. రోగి దాని ప్రభావాలను అనుభవించే వరకు వైద్యులు కణితిని చూడలేరు," ఫ్రైడ్మాన్ అన్నారు.
"స్కాన్ అసాధారణతను సూచించినప్పటికీ, అది తరచుగా మంట లేదా నిరపాయమైన తిత్తి నుండి వేరు చేయబడదు. అదేవిధంగా, PET స్కాన్‌లను తప్పనిసరిగా విశ్వసించలేము ఎందుకంటే సానుకూల స్కాన్ ఎల్లప్పుడూ రోగికి క్యాన్సర్ అని కాదు మరియు ప్రతికూల PET స్కాన్ కాదు. రోగి క్యాన్సర్ రహితంగా ఉంటాడని ఎల్లప్పుడూ అర్థం" అని ఆయన వివరించారు.
ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్‌కి సంబంధించిన ప్రామాణిక నివారణ సంరక్షణలో ప్రస్తుతం ఆవర్తన CT మరియు MRI స్కాన్‌లు ఉంటాయి, తరచుగా ఇన్వాసివ్ మరియు అసౌకర్యవంతమైన ఎండోస్కోపిక్ బయాప్సీలు ఉంటాయి, అయితే ఈ మిశ్రమ విధానం చాలా అరుదుగా పని చేస్తుంది. సాధారణ మరియు క్యాన్సర్ కణజాలాల యొక్క విభిన్న జీవక్రియ నమూనాలను గుర్తించడానికి MRIని ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ రోగనిర్ధారణ అంతరాన్ని పరిష్కరించాలని పరిశోధకులు లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నారు.
"ఆరోగ్యకరమైన కణాలలో, గ్లూకోజ్ జీర్ణక్రియ కార్బన్ డయాక్సైడ్తో ముగుస్తుంది, ఇది మనం పీల్చేస్తుంది" అని ఫ్రైడ్మాన్ వివరించారు. "అయితే, క్యాన్సర్ కణాలు ఈ ప్రక్రియను ముందుగానే ఆపివేస్తాయి, లాక్టేట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇది వాటి విస్తరణకు సహాయపడుతుంది."
క్యాన్సర్ కణాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన చిన్న మొత్తంలో లాక్టేట్‌ను గుర్తించడంలో సవాలు ఉంది. సాంప్రదాయిక MRI కణజాల నీటిలో సమృద్ధిగా ఉన్న ప్రోటాన్‌లను కొలుస్తుంది, మందమైన లాక్టేట్ సిగ్నల్‌ను కప్పివేస్తుంది. దీనిని పరిష్కరించడానికి, పరిశోధకులు గ్లూకోజ్ యొక్క ప్రోటాన్‌లను డ్యూటెరియంతో భర్తీ చేశారు. ఈ "డ్యూటరైజ్డ్" గ్లూకోజ్, క్యాన్సర్ కణాల ద్వారా జీవక్రియ చేయబడినప్పుడు, గుర్తించదగిన డ్యూటరైజ్డ్ లాక్టేట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది నీటి సిగ్నల్ జోక్యాన్ని అధిగమించింది.
ఈ పద్ధతి యొక్క సున్నితత్వాన్ని పెంపొందిస్తూ, ఫ్రైడ్మాన్ బృందం అధునాతన ప్రయోగాత్మక మరియు ఇమేజ్-ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులను అభివృద్ధి చేసింది, డ్యూటెరైజ్డ్ లాక్టేట్‌ను గుర్తించడాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. కొత్త MRI స్కాన్‌లు చిన్న కణితులను కూడా ప్రకాశవంతం చేస్తాయి, అయితే ఆరోగ్యకరమైన కణజాలాలు చీకటిగా ఉంటాయి.
"క్యాన్సర్ సకాలంలో పట్టుకోకపోయినా, డ్యూటెరియం MRI గ్లూకోజ్-టు-లాక్టేట్ మార్పిడి జరిగే రేటును కొలవడానికి సహాయపడుతుంది. ఇది కొన్ని చికిత్సల యొక్క ఉపయోగాన్ని అంచనా వేయడానికి లేదా చికిత్స పనిచేస్తుందో లేదో నిర్ణయించడానికి కీలకమైన మెట్రిక్‌ను అందిస్తుంది. ఇది ప్యాంక్రియాటిక్ కణితులను గుర్తించడానికి మరియు ఉత్తమమైన రోగ నిరూపణను ఉత్పత్తి చేసే చికిత్సను ఎంచుకోవడానికి డ్యూటెరియం MRIని ఇష్టపడే పద్ధతిగా ఏర్పాటు చేస్తుంది" అని ఫ్రైడ్మాన్ చెప్పారు.