In het UMC Utrecht staat een prototype van ’s werelds eerste META-scan, een hogekracht-mri die naast anatomie en fysiologie ook onze stofwisseling in beeld brengt.
Onder leiding van onderzoeker Dennis Klomp wordt de META-scan de komende vier jaar (tot en met 2023) technisch doorontwikkeld en gereed gemaakt voor toepassing in de kliniek.
Wat is de META-scan?
De META-scan is een compact 7 tesla mri-systeem, dat niet alleen waterstof maar ook proton, fluor, fosfor, natrium en koolstof kan detecteren. Dat betekent dat de META-scan behalve onze anatomie en fysiologie (bijvoorbeeld bloed) ook onze stofwisseling (metabolisme) in beeld kan brengen. META-scan staat dan ook voor METAbolisme SCANner. De beelden worden verkregen met behulp van magnetische resonantie spectroscopie, een techniek die gebruik maakt van de wisselwerking tussen de krachtige magneet van het apparaat en het natuurlijke magnetisme van ons lichaam. Net als bij een traditionele mri-scan moet de patiënt een bepaalde tijd stilliggen in een buis onder de magneet. Er komt geen operatie of contrastvloeistof aan te pas.
Waarvoor kan de META-scan worden ingezet?
De META-scan wordt gebruikt om vroegtijdig vast te stellen of therapieën aan patiënten effectief zijn. De meerwaarde van het apparaat ten opzichte van bestaande scanners zit ’m in de beeldvorming van de stofwisseling. Veranderingen in het lichaam na het toedienen van medicatie zie je namelijk eerder in de stofwisseling dan in de anatomie. Bovendien leveren anatomische beelden geen specifieke informatie over die veranderingen, chemische stoffen doen dat wel. Daarom kan met de META-scan het effect van een therapie sneller en directer in beeld worden gebracht door gevoelige en snel tot expressie komende indicatoren in de stofwisseling te meten. Onderzoeker Dennis Klomp: “Nu zijn we vaak drie of vier maanden te laat als we zien dat een chemotherapie niet werkt. Met dit apparaat kun je dit je soms al binnen twee weken zien of zelfs voorspellen vooraf aan de therapie.”
Is al aangetoond dat de META-scan dit kan?
Een preklinisch onderzoek naar chemotherapie bij borstkanker heeft laten zien dat het werkt. Dennis: “Met een nauwkeurigheid van 96 procent konden we aangeven bij welke patiënten deze therapie niet aanslaat. Dankzij die informatie zouden deze patiënten de zware behandeling dus verder niet onnodig hoeven te ondergaan.”
De betreffende chemotherapie slaat bij driekwart van de patiënten onvoldoende aan, maar bijna alle patiënten kiezen er toch voor, in de hoop dat zij tot het kwart behoren waarbij de therapie wel werkt. Dennis verwacht dat de META-scan in de nabije toekomst ook gebruikt kan worden om een ineffectieve therapie bij te sturen tot een effectieve behandeling.
Wat moet er technisch nog gebeuren voordat de META-scan in de kliniek komt?
Om de technologie effectief en kosten-efficiënt toepasbaar te maken, zijn nog een aantal stappen nodig:
– De META-scan moet worden aangepast zodat hij in bestaande mri-ruimtes van ziekenhuizen past. Dennis: “De chemische stoffen van fluor, fosfor, natrium en koolstof zijn in ons lichaam minder geconcentreerd aanwezig dan waterstof. Daarom moet de magneet veel krachtiger zijn dan die van gangbare MRI-scanners, minimaal dubbel zo sterk: 7 tesla. Tegelijkertijd mag de magneet niet groter worden om het apparaat hanteerbaar te houden voor ziekenhuizen. Daarom wordt nu in Engeland gewerkt aan de ontwikkeling van een compacte, sterke magneet.”
– De metabole beeldvorming moet nog worden samengevoegd met de anatomische mri, zodat de patiënt niet in meerdere apparaten hoeft.
– De beeldvorming moet versneld worden, zodat het hele scanproces voor de patiënt niet langer duurt dan in de huidige klinische mri.
– De versnelde mri-techniek zal gebruikt worden voor beeldvorming van fysiologie: bloed, kinetiek (de snelheid waarmee een chemische reactie plaatsvindt), diffusie en pH.
Wat moet er medisch wetenschappelijk nog gebeuren?
Om klinische goedkeuring van de FDA (US Food & Drug Administration) en het Europese CE-keurmerk te krijgen, gaat Dennis een aantal klinische studies opzetten. “Als eerste gaan we kijken of chemotherapie bij uitzaaiingen in de lever als gevolg van darmkanker of alvleesklierkanker wel of niet aanslaat. Dat is een zware behandeling met een lage levensverwachting, dus je wil voorkomen dat mensen zo’n behandeling onnodig ondergaan.”
Wie werken er mee aan de doorontwikkeling van de META-scan?
Health Holland en Philips investeren 49 miljoen in de doorontwikkeling van de META-scan. De META-scan wordt geplaatst in het CBOI (centrum voor beeldgestuurde oncologische interventies) binnen de divisie Beeld en Kanker van het UMC Utrecht. Het project wordt geleid door Dennis Klomp van het UMC Utrecht, in samenwerking met de universitaire ziekenhuizen in Maastricht, Nijmegen, Amsterdam, Groningen en Leiden, het Spinoza Centrum, TU Eindhoven, Philips en het spin-off bedrijf MR Code.
Wie heeft het prototype van de META-scan gefinancierd?
Het prototype van de META-scan en het preklinisch onderzoek daarmee naar de effectiviteit van chemo bij borstkanker zijn gefinancierd door NWO.
