Niet-invasieve bepaling van lokale glucose niveaus en de opname en het metabolisme van glucose in tumoren in de hersenen van de mens met behulp van Magnetische Resonantie bij 3T.

In het algemeen kenmerken tumoren zich door een verhoogde glucose consumptie.
In experimentele tumoren is vastgesteld dat het glucose metabolisme voor een
belangrijk deel anaëroob verloopt met melkzuur als eindproduct (Warburg
effect). De mate van anaëroob metabolisme is vaak een reflectie van de
kwaadaardigheid van een tumor. Deze abnormale energiehuishouding heeft
belangrijke consequenties voor de behandeling van tumoren, maar kan ook
gebruikt worden om tumoren te karakteriseren met niet-invasieve
afbeeldingmethoden. Hoewel er aanwijzingen zijn dat ook in humane tumoren er
sprake is van anaërobe glucose omzetting is het tot nu toe niet mogelijk
geweest dit direct te meten. 13C-MR spectroscopie is de enige methode om op
niet-invasieve wijze metabole omzettingen in de mens op een dynamische wijze te
onderzoeken. Op beperkte schaal is de methode toegepast in onderzoek van
tumoren bij proefdieren, waarmee het mogelijk was de mate van anaëroob
metabolisme vast te leggen [1-3].

1. Bhujwalla, Z.M., et al., Glucose metabolism in RIF-1 tumors after reduction
in blood flow: an in vivo 13C and 31P NMR study. Magn Reson Med, 1994. 32(3):
p. 303-9.
2. Poptani, H., et al., Cyclophosphamide treatment modifies tumor oxygenation
and glycolytic rates of RIF-1 tumors: 13C-Magnetic resonance spectroscopy,
Eppendorf electrode, and redox scanning. Cancer Res, 2003. 63(24): p. 8813-20.
3. Nielsen, F.U., et al., Effect of changing tumor oxygenation on glycolytic
metabolism in a murine C3H mammary carcinoma assessed by in vivo nuclear
magnetic resonance spectroscopy. Cancer Res, 2001. 61(13): p. 5318-25.

Ontwikkeling van MR-methoden voor het niet-invasief meten van locale
veranderingen in het metabolisme van glucose in tumoren in de hersenen van de
mens om de volgende vraagstelling te kunnen beantwoorden:
Zetten tumoren bij de mens inderdaad de meeste glucose om via anaërobe
verbranding?

De volgende MR-metingen zullen worden uitgevoerd bij een veldsterkte van 3
Tesla tijdens een euglycemische clamp. Bij de 13C-MRS meting wordt de clamp
uitgevoerd met 13C1-gelabeld glucose.
A: MR-imaging ter bepaling van de locatie van de tumor in het brein
B: 1H-MRS ter bepaling van de aanwezige hersenmetabolieten in de tumor en
gezond hersenweefsel.
C:13C-MRS ter bepaling van de glucose signalen en omzettingsproducten van
glucose in de tumor en in normaal hersenweefsel.
Deze drie metingen zullen aaneengesloten plaatsvinden bij 8 patiënten en duren
2 tot 3 uur per patiënt.

De interventie bestaat uit het tijdelijk opleggen van een euglycemische clamp.

-Gedurende het onderzoek blijft de proefpersoon op bed liggen in het
MR-apparaat. Het hoofd ligt hierbij in een hoofdspoel. Het (langdurig) liggen
in het MR-apparaat wordt zo aangenaam mogelijk gemaakt door de proefpersoon de
mogelijkheid te geven om naar muziek te luisteren of via een spiegeltje naar
een film te laten kijken. De MRI bestaat uit een magneet met een smalle tunnel
waar de proefpersoon ingelegd wordt, vandaar dat claustrofobie een
exclusiecriterium is. De onderzoeker en een arts blijven gedurende het hele
onderzoek aanwezig.
- het inbrengen van een infuus kan soms pijnlijk zijn of een blauwe plek
veroorzaken. Na verwijdering van het infuus kan er lokaal een roodheid,
zwelling of een blauwe plek ontstaan. Dit moet na enkele dagen weer genezen
zijn. Omdat er ook een arteriële lijn wordt gebruikt krijgt de proefperson na
afloop een drukverband. Na de meetsessie wordt er een broodmaaltijd
aangeboden. De hoeveelheid bloed die tijdens de meetsessie wordt afgenomen
bedraagt maximaal 140 ml.
- de MRS methode maakt gebruik van niet-ioniserende radiofrequente (RF)
straling in combinatie met een statisch magnetisch veld, waarvoor door de
Amerikaanse FDA veiligheidsrichtlijnen zijn opgesteld. Deze richtlijnen worden
in acht genomen.
- het 13C-gelabelede glucose dat wordt gebruikt voor de 13C-MRS metingen bevat
het niet radioactieve isotoop 13C en is veilig te gebruiken.