De medische beeldvorming die nodig is voor goede diagnoses, steunt steeds meer op radioactieve stralen. Maar wetenschappers maken zich zorgen omdat de effecten van lage dosissen straling op de gezondheid nog niet goed bekend zijn. Onderzoek moet inzicht brengen.
In vergelijking met honderd jaar geleden krijgt elke Belg vandaag drie keer meer radioactieve straling te verwerken. Dat komt deels door een lichte verhoging van de kosmische straling uit de ruimte, deels door een iets hogere blootstelling aan natuurlijke straling in onze leefomgeving, maar vooral door de enorme vlucht die medische beeldvormingstechnieken de laatste decennia hebben genomen. Ze steunen op straling in lage dosissen om zicht te krijgen op kankers of afwijkingen in hart, hersenen en andere organen.
Meer dan 95 procent van de niet-natuurlijke straling die een Belg vandaag te verwerken krijgt, is afkomstig van medische onderzoeken. Aangezien een mens langer leeft dan vroeger, kan hij ook meer straling accumuleren – de hoofdreden waarom vrouwen doorgaans iets meer aan straling worden blootgesteld dan mannen. Zieke mensen krijgen uiteraard meer straling te verwerken dan gezonde. De wetenschap is er echter nog niet uit wat de effecten van lage dosissen radioactiviteit op de gezondheid kunnen zijn.
‘Voor blootstelling aan acute hoge dosissen, zoals bij de twee atoombomaanvallen op Japan in de Tweede Wereldoorlog, weten we dat er een sterk verband is tussen dosis en respons’, zegt stralingsdeskundige Hans Vanmarcke van het Studiecentrum voor Kernenergie (SCK) in Mol. ‘Hoe hoger de stralingsdosis, hoe groter de kans op kanker en andere ziektes. We weten echter ook dat er een lange periode kan zijn tussen de blootstelling en het uitbreken van ziektes. Van de mensen die de atoombomaanvallen overleefden, was in 2000 nog 45 procent in leven. Maar voor lage dosissen straling is het plaatje minder duidelijk.’
Radiobiologisch onderzoek wijst uit dat het genetisch materiaal in het lichaam reageert op lage dosissen straling, maar er kan geen duidelijke link naar de gezondheid gelegd worden. ‘Met de huidige moleculaire technieken zien we effecten van straling op de activiteit van diverse genen’, stelt Vanmarcke. ‘We zien ook dat lage stralingsdosissen breuken in de DNA-strengen veroorzaken, maar die zijn na maximaal twee dagen hersteld, zodat het moeilijk is eventuele effecten op de gezondheid in te schatten. De snelheid van herstel maakt het moeilijk om biomerkers te ontwikkelen, waarmee we gevolgen van een blootstelling op lange termijn zouden kunnen detecteren. We tasten dus nog altijd een beetje in het duister.’
Het SCK doet al sinds 1965 onderzoek naar mogelijke gevolgen van blootstelling aan lage dosissen radioactiviteit. ‘Een op de drie Belgen krijgt in zijn leven met kanker te maken’, zegt radiobiologe Sarah Baatout van het SCK. ‘De helft van de kankerpatiënten krijgt radiologische behandelingen, maar het is ondertussen duidelijk dat niet iedereen daar even goed op reageert. We weten dat ongeveer tien procent van de mensen overgevoelig is voor straling – dat zijn, bijvoorbeeld, mensen die snel rood worden in de zon. We willen kunnen nagaan wie overgevoelig is, zodat we voor die patiënten alternatieven kunnen voorzien, zonder dat we de nuttige technieken op de helling zetten voor mensen voor wie ze wel bruikbaar zijn.’
Schade aan hartcellen
Het succes van de strijd tegen kanker zorgt voor meer aandacht voor aangepaste behandelingen. Elk jaar worden er in België 60.000 nieuwe kankerpatiënten geregistreerd. Hun overlevingskansen zijn een stuk hoger dan in de jaren 1970, toen borstkankerpatiënten nog zo zwaar bestraald werden dat ook hun hart geraakt werd, en het hart blijkt gevoelig voor radioactieve stralen. Nu wordt het gespaard bij een behandeling, en bestaan er biomerkers om na te gaan of de stralen schade aan hartcellen hebben veroorzaakt. Dankzij de nieuwe technieken kan er ook beter worden gemikt, zodat er meer stralen op de tumor terechtkomen en minder op de omliggende weefsels.
‘Maar er is niet altijd tijd om na te gaan wie overgevoelig aan straling is’, legt Baatout uit. ‘In sommige ziekenhuizen beginnen we met een gewone behandeling, maar als we na een paar dagen merken dat er schadelijke reacties komen, schakelen we om naar een andere techniek. Dat moet bij zo’n tien procent van de patiënten gebeuren. Elk jaar treffen we een paar duizend supergevoelige patiënten. Ook mensen met kankers als botkanker, waarbij het risico op neveneffecten op gezonde cellen groot is, kunnen in zo’n speciaal behandelingskader terechtkomen. We gebruiken dan ontwikkelingen als koolstofionen- of hadrontherapie waardoor we beter op de tumor kunnen mikken én een hoger biologisch effect bereiken.’
Die laatste therapie wordt ook steeds meer voor kinderen met kanker ingezet. Omdat ze nog in volle groei zijn, zijn hun cellen extra kwetsbaar voor stralingen. Er wordt ook gekeken hoe de voortplantingsorganen van jonge vrouwen die kanker krijgen tegen de behandeling beschermd kunnen worden, om te vermijden dat ze achteraf onvruchtbaar zouden zijn. In België krijgen elk jaar zeventig vrouwen tijdens een zwangerschap een diagnose van kanker. Meestal zijn dat zware kankers, zodat er niet tot na de geboorte kan worden gewacht voor een behandeling – borstkanker tijdens een zwangerschap is vaak erg agressief. Een foetus kan bij radiotherapie of een radiologische diagnose ook aan straling worden blootgesteld. Er zijn aanwijzingen dat hij daardoor kanker kan krijgen, of een vertraging in de ontwikkeling van de hersenen.
Om het onderzoek vlotter te laten verlopen, worden er proeven op muizen gedaan. Het SCK pompte 3 miljoen euro in een nieuw en uiterst modern proefdierencentrum. De eerste diertjes werden op 20 maart binnengehaald. ‘Er zijn veel voordelen aan het gebruik van muizen voor onderzoek van mensen’, legt Vanmarcke uit. ‘Het zijn kleine dieren, waarvoor uitstekende modellen voor het simuleren van menselijke ziektes voorhanden zijn. Het muizengenoom is bekend, en is voor 95 procent identiek aan dat van de mens. De voortplantingscyclus is kort, en er worden tot acht embryo’s per keer geboren, waardoor er snel resultaten kunnen worden behaald.’
Een duizendtal diertjes zal in het nieuwe centrum verblijven. Ze krijgen ‘rustbrengende’ muziek te horen – dat blijkt Studio Brussel te zijn. ‘Het is vooral belangrijk dat de muziek de achtergrondgeluiden maskeert’, lacht Baatout. ‘Het is een aanbeveling van de Europese Commissie om muziek te laten horen. We hebben bij de ontwikkeling van het centrum de strengste richtlijnen inzake aandacht voor het welzijn van dieren gevolgd.’ Een band met de diertjes opbouwen, doen de onderzoekers niet. Ze krijgen geen namen, alleen codes. Na gebruik worden ze opgehaald en naar het vilbeluik gebracht.
Baatout en Vanmarcke willen niet echt reageren op de veldstudies die stellen dat wilde muizen in de omgeving van de ontplofte kerncentrale in het Oekraïense Tsjernobyl veel mutaties in hun DNA hebben zonder dat hun natuurlijke gedrag erdoor gehinderd wordt – ze kennen de omstandigheden niet goed genoeg. ‘We weten uit onderzoek van onder meer bacteriën wel dat beschadigd DNA een sterke neiging tot herstel heeft’, zegt Baatout. ‘Beschadigde strengen willen zich meteen weer aan elkaar plakken. Als dat op grote schaal op een verkeerde manier gebeurt, komt er een accumulatie van fouten, waardoor er kanker kan ontstaan. Maar het is evident dat de natuur middelen tegen DNA-schade voorzien heeft. Soms kan een gen gewoon de functie van een beschadigd gen overnemen.’
Symptomen van alzheimer
Het ligt niet voor de hand om kennis van muizen naar mensen te spiegelen. Er zijn sterke aanwijzingen dat de effecten van straling toenemen naarmate een dier groter wordt. Resultaten van de kleine muis zouden dus niet zomaar op de grote mens van toepassing zijn. Er zijn zelfs beduidende verschillen in effect tussen diverse muizenstammen. ‘Daarom gebruiken we verschillende stammen van muizen om dezelfde vraag te onderzoeken’, stelt Baatout. ‘De kans is wel groot dat als je iets bij de muis vindt, er ook bij de mens iets komt. Je moet daar rekening mee durven te houden. Als een regelmatige lage dosis stralen bij muizen na verloop van tijd aanleiding geeft tot de ontwikkeling van symptomen van de ziekte van Alzheimer, moet je niet wachten tot er proeven met mensen gebeurd zijn om de regelgeving aan te passen.’
Baatout toont kleine chips die ze gebruikt voor genetische routineanalysen. Daarop zitten dertigduizend genen van de muis of de mens, waarmee de subtielste veranderingen na een bestraling kunnen worden opgespoord. Bio-informatica, of het onderzoeken van een massa gegevens, is nooit ver weg in het moderne genetisch onderzoek. ‘We kunnen er het muizenhart voor en na een behandeling mee vergelijken, of een kind voor en na een computertomografie- of CT-scan die veel straling afgeeft. We vinden zelden grote verschillen op het niveau van de genen, maar wel in de netwerken van genen, waarbij subtiele effecten elkaar kunnen versterken tot er een probleem is. Bij lage dosissen straling sterven cellen niet, maar ze worden wel wat zenuwachtig in hun onderlinge communicatie. Het is te vergelijken met een gerucht dat stilvalt als er niets gebeurt. Helaas wordt de celherstelprocedure dan niet altijd opgestart, zodat er toch problemen kunnen komen.’
Het onderzoek moet op termijn ook leiden tot de ontwikkeling van radiofarmaceutica: radioactieve deeltjes gekoppeld aan een ankermolecule die zich selectief hecht aan een celreceptor voor een groeifactor die, bijvoorbeeld, met een groot aantal gevallen van borstkanker geassocieerd is. ‘Zo kun je heel lokaal gaan bestralen, zodat er bijna geen neveneffecten op gezonde cellen meer zijn’, besluit Baatout. ‘Dat is waar we naartoe willen. We willen de blootstelling van gezonde cellen zo veel mogelijk vermijden.’
DOOR DIRK DRAULANS
In België krijgen elk jaar zeventig vrouwen tijdens een zwangerschap een diagnose van kanker.
