Meten tot de laagste dosis: gammaspectrometrie verfijnt precisie in radioligandtherapie
Nieuwe kalibratiedienst in ontwikkeling
Onderzoek naar radioligandtherapie vraagt om resultaten die nauwkeurig én goed vergelijkbaar zijn. Maar hoe verlaag je de meetonzekerheid, zeker bij lage dosissen? Die vraag wil SCK CEN – samen met de internationale partners – beantwoorden door de activiteit met gammaspectrometrie te bepalen. Die techniek herkent radionucliden aan hun unieke vingerafdruk. Intussen rondde het consortium twee belangrijke experimenten succesvol af: één met lutetium-177 en één met actinium-225. Die experimenten zijn een belangrijke stap in het project Precision Dosimetry Imaging Biomarker (PDIB) naar een nieuwe, wereldwijd gestandaardiseerde kalibratiemethode.
Bij de dienst gammaspectrometrie van het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN staan maar liefst twintig germaniumdetectoren met een hoge zuiverheidsgraad opgesteld. Die detectoren doen al jaren dienst in het kader van radiologisch toezicht en voedselketen in België. “Jaarlijks analyseren we maar liefst 3000 tot 3500 stalen”, vertelt Leen Verheyen, experte in gammaspectrometrie. En die stalen zijn uiteenlopend: gaande van urine om interne besmettingen op te sporen tot melk, aarde en zelfs zeewater. “Nu kijken we of gammaspectrometrie ook in nucleaire geneeskunde kunnen toepassen”, aldus Leen. “We willen daarmee de activiteit van radiofarmaca meten en meettoestellen helpen kalibreren.”
Door de kalibreren, spreken artsen en wetenschappers wereldwijd over dezelfde waarden. “Dat laat hen toe om – in functie van de toegediende activiteit – parameters als geabsorbeerde dosis in tumorweefsel en therapierespons internationaal te vergelijken”, aldus Clarita Saldarriaga Vargas, dosimetrie-experte bij SCK CEN. “Gammaspectrometrie kunnen we kilobecquerel kwantificeren. Dat is bijzonder interessant in preklinisch onderzoek, waar we met heel lage dosissen werken.”
Internationaal kalibratienetwerk
Vandaag werkt het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN voor de huidige toepassingen typisch met een onzekerheid rond tien procent. “Dat is in nucleaire geneeskunde onaanvaardbaar”, vergelijkt Clarita met topsport. “Neem bijvoorbeeld een Belgische topsporter die 1 kilo pasta moet eten. Als een topsporter in Spanje dezelfde instructie krijgt en er 10% meer pasta op zijn bord ligt, dan kunnen we sportprestaties van beiden moeilijk vergelijken. Hetzelfde geldt voor radioligandtherapie.”
De meetonzekerheid moet dus onder twee procent dalen. Dat vereist een strikte, gestandaardiseerde meetprocedure. “Dat zijn we met het PDIB-consortium aan het ontwikkelen”, licht Leen toe. PDIB staat voor Precision Dosimetry Imaging Biomarker (PDIB): een internationaal consortium onder leiding van Foundation for the National Institutes of Health in de Verenigde Staten. De meetprocedure houdt rekening met een reeks factoren, die de activiteitsmetingen zou kunnen beïnvloeden. Denk bijvoorbeeld aan de positionering van het monster in de germaniumdetector, het type vial waarin we het monster bewaren, het volume dat we meten, de afstand tot de detector en de meetduur. Het uiteindelijke doel is om een netwerk aan secondary standards calibration laboratory op te richten.
Proef op de som
Intussen nam het consortium de proef op de som: meten de verschillende laboratoria dezelfde waarden door die meetprocedure toe te passen? Daarvoor organiseerde het onlangs een interlaboratoriumvergelijking. Elk labo ontving twee stalen: één met lutetium-177 en één met actinium-225. De meetresultaten werden afgewogen tegen die van National Physical Laboratory (NPL). Dat is een van de internationale referenties in nucleaire kalibraties. Het Britse kalibratielabo werkt met primaire standaarden. “Ons nucleair onderzoekscentrum behaalde een mooi resultaat met maar een minimale afwijking t.o.v. NPL”, besluit ze. Het verschil tussen de meting van SCK CEN en die van NPL bedroeg minder dan 0,50% voor zowel lutetium-177 als actinium-225.
Vervolgtraject in ziekenhuizen
De projectpartners zien ook een klinische toepassing in de kalibratietechniek, waarnaar ze in een volgende projectfase streven. In die fase bereidt elk laboratorium stalen voor en verzendt het naar vier Europese ziekenhuizen. SCK CEN zal monsters sturen naar Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, Duitsland en Tsjechië. Bedoeling is dat de ziekenhuizen daarmee hun radionuclidekalibratoren en hun SPECT-scanners ijken. Dat laatste doen ze door de stalen in een cilindervormige houder te plaatsen en dat fantoom onder de scanner te schuiven. Dit project loopt tot maart 2028.
Zuiverheid
Gammaspectrometrie biedt een bijkomend voordeel, want het controleert in één meting de zuiverheid van radiofarmaca. “Met gammaspectrometrie bepalen we hoeveel activiteit we in een monster treffen, maar ook welke radionucliden een monster bevat”, vertelt Leen. Om dat te achterhalen, plaatsen de onderzoekers monsters in germaniumdetectoren. Die detectoren zetten invallende straling om in elektrische pulsen. “Doordat elke radionuclide straling uitzendt bijspecifieke gammaenergieën, ontstaat er per radionuclide een typisch herkenbare piek in het gammaspectrum. Noem het gerust een unieke vingerafdruk van die radionuclide”, vervolgt Clarita. “Bij radiofarmaca wensen we uiterste zuiverheid en willen we dus maar één radionuclide in het spectrum zien verschijnen.”
Preklinisch onderzoek bij SCK CEN
Gammaspectrometrie is een mooie aanvulling op de eerdere kalibratietechniek, waarvoor SCK CEN een accreditatie ontving. Daarmee werken we in een bereik van tien tot honderden megabecquerel [MBq]. Door beide kalibratietechnieken te combineren, bevestigt het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN de nauwkeurigheid van zijn activiteitmetingen.
Daar plukt ook het preklinisch onderzoek bij SCK CEN de vruchten van. De verhoogde meetnauwkeurigheid is een belangrijke troef die ons helpt om de biologische mechanismen achter radioligandtherapie beter te doorgronden en de precisie en effectiviteit van radiofarmaca te valideren. En dat is van groot belang, omdat die behandeling de levensverwachting en -kwaliteit van kankerpatiënten gevoelig kan verbeteren.
OOnnttddeekk oonnss pprreekklliinniisscchh oonnddeerrzzooeekk
