Lovende kræftterapi skal styrkes med ny kemisk forklaring – Københavns Universitet

Nyheder > Alle nyheder > Lovende kræftterapi sk...

11. december 2015

Lovende kræftterapi skal styrkes med ny kemisk forklaring

Kemisk forskning

Strålebehandling. Alene ordet kan få det til at løbe koldt ned ad ryggen. Det skaber billeder af brandsårsagtige skader, der hvor strålen er gået ind for at ramme kræftknuden. Derfor har forskningshospitaler i årtier arbejdet på en anden form for terapi. Den såkaldte partikelterapi, hvor man beskyder cellerne med ”nøgne” atomkerner. Men atomkernerne er ikke riffelkugler, der skyder huller i kræftcellerne. I stedet skaber kollisionen kemiske reaktioner, der forhindrer kræftcellerne i at dele sig. Nu har forskere fra Kemisk Institut, Københavns Universitet, opdaget en hidtil ukendt virkemåde for partikelterapien.

Bland ti procent vigtigste forskningsresultat i 2015

Birgitte Olai Milhøj er ph.d. studerende ved Kemisk Institut, Københavns Universitet. Hendes resultater er offentliggjort i det anerkendte tidsskrift “Chemistry, a European Journal” i artiklen ”Insight into the mechanism of the Initial reaction of a OH-Radical with DNA/RNA nucleobases: a Computational Investigation of Radiation Damage". Artiklen er blevet udnævnt til at være blandt de 10 procent vigtigste i 2015.

Korrekt dosis afgørende for at begrænse skader

Partikelterapi skulle på papiret være mindre skadelig end den traditionelle stråleterapi, men for at afgøre, hvor stor dosis skal være, er det vigtigt at forstå de fysiske, kemiske og biokemiske processer, som atomprojektilerne udløser, påpeger Milhøjs vejleder professor Stephan Sauer.

"Behandleren skal naturligvis skyde så mange atomkerner afsted som nødvendigt, men helst så få, at de ikke skader. Vores nye resultat kan ikke sættes ind i en egentlig dosisberegning her og nu, men vi har skabt ny indsigt i, hvordan terapien virker på molekylært niveau. Det kan lægerne forhåbentlig bruge til at udvikle en bedre beregning af dosis”, siger Sauer, og fortsætter:

”I det lange løb håber jeg, at cancerpatienter får en bedre behandling, takket være vores arbejde”.

"Sultne" molekyler river DNA i stykker

Når atomkernen rammer kræftcellen skaber den såkaldte OH-radikaler. OH-radikaler er vandmolekyler (H2O) der har mistet et hydrogenatom og er blevet til H1O. Sådan et molekyle er ekstremt ”sultent” efter at få et hydrogenatom tilbage, forklarer Sauer.

”For et vandmolekyle er det næsten lige så slemt at miste sit ene brintatom, som det ville være for mig, at få den ene arm revet af. OH-radikalet vil prøve at stjæle sig til et nyt hydrogenatom hvor som helst fra. For eksempel fra cellens DNA, hvor der er masser af hydrogenatomer i baseparrene. Hvis man ødelægger baseparrene kan cellen ikke formere sig. Derfor er det så virksomt at skabe sådan et aggressivt OH-radikal inden i en kræftcelle”, siger Stephan Sauer.

Måneders beregning for hver mulig reaktion

Milhøj og Sauer har afdækket den overraskende reaktionsvej med ren beregningskemi, men beregningerne var et omfangsrigt pillearbejde - selv i computeren. Det gør en stor forskel for DNA-baseparrets videre skæbne om OH-Radikalen rammer oppefra, nedefra eller fra siden. Derfor måtte Milhøj først tegne og animere molekylerne i computeren, og bagefter sætte den til at regne i to til tre måneder, før den kunne forudsige konsekvenserne af bare en eneste kollisionsretning. Og hun skulle beregne 200 mulige. Milhøjs store gennembrud kom, da hun udviklede en regnemetode, der kunne nedsætte computerens arbejde med de omfattende simuleringer til to - tre uger for hver af de 200 retninger.

Partikelterapi i Danmark fra 2018

De første forsøg med den nye terapiform fandt sted i 1969, men først i løbet af nullerne begyndte hospitaler verden over for alvor at investere i de dyre apparater. Det første danske anlæg til partikelterapi er under opførelse ved Århus Universitetshospital. Det skal efter planerne stå klar i 2018.