Hemorrhage-Induced Bias of [18F]FDG PET Signal Interpretation in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

Pancreaskliereadenocarcinoom is een bijzonder agressieve vorm van kanker, die bekend staat om haar vermogen om snel te verspreiden en haar resistentie tegen behandeling. Omdat de ziekte vaak geruisloos vordert, vertrouwen artsen zwaar op beeldvorming om te begrijpen wat er in het lichaam van een patiënt gebeurt. Een van de meest gebruikte hulpmiddelen hiervoor is een scan genaamd een PET-scan, die een speciale radioactieve suiker gebruikt om gebieden te verlichten waar cellen energie verbruiken op een hoog tempo. Omdat kankercellen doorgaans veel sneller suiker eten dan gezonde cellen, laten deze scans meestal heldere plekken zien waar tumoren groeien. Echter, deze methode is niet perfect. De suiker kan ook gebieden verlichten waar het lichaam een ontsteking bestrijdt of waar weefsel is gestorven, wat een verwarrend beeld creëert dat het moeilijk maakt om precies te bepalen hoeveel actieve kanker er nog aanwezig is.

Een team van onderzoekers aan de Technische Universiteit van München en het Universitair Medisch Centrum Hamburg-Eppendorf heeft een specifieke reden ontdekt waarom deze scans soms misleidend kunnen zijn. Ze ontdekten dat wanneer een tumor intern bloedt, het bloed zelf de scan kan bedriegen door een heldere, actieve tumor te laten zien, zelfs wanneer het weefsel eigenlijk dood is. In hun studie keken de wetenschappers naar pancreastumoren bij muizen en een kleine groep menselijke patiënten om te zien hoe bloedingen binnen de tumor de resultaten van de beeldvorming beïften. Ze ontdekten dat terwijl dood weefsel meestal donker verschijnt op deze scans omdat het geen energie verbruikt, dood weefsel dat ook bloedt juist helder verschijnt. Dit gebeurt omdat de bloeding een immuunrespons uitlokt, waarbij witte bloedcellen worden gestuurd die hongerig zijn naar suiker, die vervolgens de scan verlichten net zoals een levende tumor dat doet.

De onderzoekers begonnen met het kweken van twee verschillende soorten pancreastumoren in muizen, die de belangrijkste variaties van de ziekte vertegenwoordigen die bij mensen worden gevonden. Vervolgens voerden ze de suikergebaseerde scans uit op deze dieren en vergeleken ze de beelden met gedetailleerde kaarten van de interne structuur van de tumoren. In tumoren die gestorven waren maar niet hadden gebloed, toonden de scans correct donkere, lege ruimtes waar de cellen gestopt waren met werken. Maar in tumoren die gestorven waren en ook zakken met bloedingen bevatten, toonden de scans heldere, gloeiende gebieden. De onderzoekers maten de helderheid van deze plekken en vonden dat de bloedende tumoren aanzienlijk hogere niveaus van suikerconsumptie vertoonden dan de tumoren zonder bloedingen. Dit verschil was duidelijk in zowel de muismodellen als de kleine groep menselijke patiënten die zij onderzochten, waarbij tumoren met bloedingen veel hogere scanwaarden vertoonden dan die zonder.

Om te begrijpen waarom dit gebeurde, bekeken het team het weefsel nauwgezet onder een microscoop. Ze ontdekten dat de bloedingsgebieden gevuld waren met immuuncellen, specifweg een type witte bloedcel genaamd een macrofaag, die fungeert als een opruimploeg voor het lichaam. Deze cellen haasten zich naar de plek van de bloeding om het beschadigde bloed en weefsel op te ruimen. Omdat deze immuuncellen zeer actief zijn, consumeren ze grote hoeveelheden suiker, waardoor de scan oplicht. De onderzoekers merkten op dat dit effect zo sterk was dat het het dode, bloedende weefsel net zo actief liet lijken als een levende, groeiende tumor. Dit betekent dat een arts die naar een scan kijkt, ten onrechte zou kunnen geloven dat een tumor nog steeds groeit en actief is, terwijl de tumor in werkelijkheid dood is en simpelweg wordt opgeruimd door het immuunsysteem.

Deze bevinding daagt de standaardmanier waarop artsen deze scans interpreteren uit. Normaal gesproken, wanneer een scan een donkere, koude plek laat zien, wordt aangenomen dat dit dood weefsel is en wordt het genegeerd. Wanneer een plek helder is, wordt aangenomen dat het actieve kanker is. Deze studie suggereert dat een heldere plek in feite een dode, bloedende en ontstoken tumor kan zijn. De onderzoekers testten of het aanpassen van de getallen om rekening te houden met de suikerwaarden van de rest van het lichaam het probleem zou oplossen, maar het verschil bleef bestaan. De bloedende tumoren zagen er nog steeds veel helderder uit dan de niet-bloedende tumoren, ongeacht hoe de gegevens werden berekend. Dit geeft aan dat de aanwezigheid van bloed een belangrijke factor is die de resultaten kan verstoren, wat leidt tot een overschatting van hoeveel kanker er daadwerkelijk aanwezig is.

De studie keek ook of verschillende soorten pancreastumoren anders op dit fenomeen reageerden. Ze vonden dat het effect voorkwam in beide belangrijke subtypes van de ziekte, wat betekent dat het een algemeen probleem is in plaats van beperkt tot een specifief type tumor. In de groep menselijke patiënten die in de testgroep waren opgenomen, hadden de patiënten met bloedende tumoren scanwaarden die meer dan het dubbele waren van die van patiënten zonder bloedingen. Hoewel de groep menselijke patiënten klein was, weerspiegelden de resultaten wat er bij de muizen werd gezien, wat suggereert dat dit een echt biologisch fenomeen is dat ook de menselijke diagnose beïft. De onderzoekers benadrukten dat dit niet betekent dat de scans nutteloos zijn, maar dat ze met meer zorg moeten worden gelezen.

Om dit probleem op te lossen, suggereren de auteurs dat artsen niet alleen op de suikerscan moeten vertrouwen. Ze bevelen aan om de suikerscan te combineren met andere soorten beeldvorming, zoals MRI, die de fysieke structuur van de tumor duidelijk kan tonen en de aanwezigheid van bloed kan detecteren. Door zowel de metabolische activiteit van de suikerscan als de structurele details van de MRI te bekijken, kunnen artsen onderscheid maken tussen een levende tumor en een dode, bloedende tumor. Deze aanpak zou helpen om de misclassificatie van een patiënttoestand te voorkomen, waardoor ervoor wordt gezorgd dat behandelbeslissingen worden gebaseerd op de werkelijke staat van de ziekte in plaats van op een artefact van interne bloedingen.

De onderzoekers erkennen dat hun studie beperkingen heeft, met name het kleine aantal menselijke patiënten dat zij konden onderzoeken. Ze merken ook op dat de muismodellen, hoewel nuttig, de complexe omgeving van een menselijke tumor niet perfect repliceren. Echter, de consistentie van de bevindingen over verschillende modellen en het duidelijke biologische mechanisme dat zij hebben geïdentificeerd, bieden een sterke basis voor verder onderzoek. Zij stellen voor dat toekomstige studies naar grotere groepen patiënten moeten kijken om te bevestigen hoe vaak dit gebeurt en om betere manieren te ontwikkelen om dit te detecteren. Tot die tijd is de belangrijkste les dat bloedingen binnen een tumor een vals signaal van activiteit kunnen creëren, en het herkennen hiervan is cruciaal voor een nauwkeurige begrijpen van het verloop van pancreaskanker.