Prof.Pacák, PET a fluorglukóza

Blíží se páté výročí prvního (25.8.1999) vyšetření formou pozitronové emisní tomografie (PET) u nás, a tak by stálo za zmínku vrátit s k rozvoji této metody a jejího užití u nás.

PET- pozitronová emistní tomografie zaznamenala za poslední desetilení ohromný celosvětový boom, avšak její počátky spadají do poloviny minulého století. Tehdy vznikala první zobrazovací zařízení využívající anihilační záření pozitronových radiofarmak, ale tomografické vlastnosti byly těmto přístrojům dány až počátkem 70. let. Tehdy se začíná mluvit o faktické historii PET. Následující dvě desetiletí zůstala metoda vyhrazena jen pro výzkumná pracoviště, ale teprve rozvoj výpočetní techniky a zdokonalení neobyčejně složitých kamer umožnil v 90. letech průnik PET do klinické praxe.

V současnosti existuje v Čechách několik center využívajících tuto diagnostickou metodu, avšak na základě použití anihilačního záření různých radioinuklidů. Nejčastěji se používá ¹⁸F a biogenních prvků (¹¹C, ¹³N, ¹⁵O). V omezené míře se klinicky také využívají v ČR zatím nedostupná radiofarmaka: ¹⁸F-fluoro-ethyl-tyrosin (FET), ¹⁸F-fluoridový iont, ¹⁸F-DOPA, (¹¹C-methionin (MET), výzkumně pak např. ¹⁵O-voda, ¹³N-amoniak a stovky dalších druhů biologicky aktivních molekul.

V klinické praxi převažuje použití 2-[¹⁸F]fluoro-2-deoxy-D-glukózy (¹⁸FDG). A jen málo zasvěcených ví, že tuto molekulu v neaktivní formě poprvé syntetizovali v roce 1968 pracovníci Univerzity Karlovy v Praze (Pacák J., Točík Z., Černý M.: Synthesis of 2-Deoxy-2-fluoro-D-glucose, Chem. Commun. 1969, 77).

Objevu této sloučeniny sice pomalu táhne na čtyřicítku, a právě v posledních letech zažívá svůj zlatý věk. Přesto pokusy o její syntézu nevznikaly s úmyslem jejího využití v PET, v té době ještě v plenkách, ale jako látky využitelné při terapii rakovinných onemocnění. Důvodem k úsilí byl předpoklad, že vazbou fluorového atomu na uhlíkový atom C2 D-glukózy by měla vzniknout sloučenina svými chemickými vlastnostmi téměř dokonale imitující přírodní glukózu a schopná vstupovat především do rchlerostoucích nádorových buněk. Na rozdíl od glukózy však není schopná těmto buňkám dodat energii potřebnou k jejich množení a růstu, protože fluorový atom v jejich molekulách zabraňuje glykolýze. Cytostatické vlastnosti fluorglukózy se však nepotvrdily (v r. 1973 anglickým týmem A. J. Fostera) a tak další výzkum na několik let usnul.

Tuto sloučeninu použili v druhé polovině sedmdesátých let Američané z výzkumného centra v Brookhavenu (National Laboratories, Associate Universities, Upton, NY) pod akronymem FDG v pozitronové emisní tomografii.Potvrdil se tak původní předpoklad českých vědců, že sice fluorglukosa vstupuje do buněk, ale už se v nich dál neglykolyzuje.

Princip metody, zjednodušeně řečeno, spočívá v tom, že PET zaznamenává přítomnost atomů izotopu, emitujícího pozitrony. Ty se při styku s elektrony ve svém sousedství anihilují a vzniká tak gama-záření. Analýzou směru a intenzity paprsku je možné pomoci složitého detekčního zařízení zjistit rozložení i koncentraci takového izotopu. Avšak jeho atomy musejí být zabudovány do sloučeniny s vhodnými vlastnostmi - a takovou sloučeninou je právě českými vědci syntetizovaná 2-deoxy-2-fluor-D-glukosa.

Sledováním jejího hromadění v buňkách, tedy koncentrace, zobrazené barevnými snímky fiktivních, vhodně zvolených řezů zkoumanými tkáněmi nebo orgány, lze zpětně usuzovat na intenzitu spotřeby glukózy. Použitím FDG tak vznikla nová metoda, tzv. FDG-PET, která se dnes převážně používá k odhalování nádorového bujení v jeho nejrannějších stádiích, dále k mapování fyziologických a patologických dějů v mozku a je tak cenným pomocníkem neurochirurgů při lokalizování chorobných ložisek v mozku, dále se uplatňuje při diagnóze Alzheimerovy choroby či v kardiologii pro léčbu infarktu myokardu.

Badatelé, kteří se o zavedení PET v lékařství zasloužili, byli za svůj objev oceněni cenou Charlese F. Ketteringa v r. 2001. Prof. Josef Pacák byl spolu s prof. Miloslavem Černým v roce 2003 jmenován čestným členem Společností pro nukleární medicinu při České lékařské společnosti JEP jejími čestnými členy, když předtím v roce 2002 byl navržen na prestižní cenu Japan Prize . I američtí kolegové vysoce ocenili první syntézu FDG našich vědců jako vynikající příspěvel k vývoji pozitronové emisní tomogerafie slovy: "Your 1969 paper was an extremely important contribution that has impacted both neuroscience and cancer diagnosis."

V Čechách zatím fungují dvě centra, která tuto diagnostickou metodu používají: Průkopníkem je PET centrum v pražské nemocnici Na Homolce pod vedením MUDr. O. Bělohlávka. Počet vyšetřených pacientů dosáhl za čtyři roky používání sedmi tisíc. Nedávno získalo pracovniště ještě jednu PET kameru, kombinovanou s CT skenerem. Výstupem obou vyšetření je kombinovaná informace o funkci i anatomii tkání a orgánů, což tuto metodu řadí mezi jednu z nejvýtěžnějších metod současné medicíny. Druhé centrum bylo otevřeno při Masarykově onkologickém ústavu v Brně na Žlutém kopci. Jihomoravským pacientům a nejen jim slouží od září loňského roku.