אחת הדרכים לגלות גידולים סרטניים וגרורות היא באמצעות שיטות דימות שונות. תאים ממאירים (סרטניים) נבדלים מתאים נורמליים בקצב של תהליך הגליקוליזה (הפקת אנרגיה מהסוכר גלוקוז): בתאים ממאירים, הקצב וההיקף של התהליך הזה גבוהים יותר. זהו הבסיס לביצוע דימות PET בעזרת נגזרת של גלוקוז המכילה איזוטופ רדיואקטיבי של פלואור, הנקראת FDG. בעזרת שיטה זו ניתן להבדיל בין רקמה סרטנית לבריאה, על פי קליטת הגלוקוז המסומן בתאים הממאירים. שיטה זו אמנם רגישה, אך השימוש השגרתי בה מוגבל, בשל חשיפת הנבדקים לקרינה ולחומרים רדיואקטיביים. קיים צורך רפואי דחוף בפיתוח שיטה המאפשרת גילוי מוקדם של גידולים, ואחר כך מעקב אחר הטיפול בגידול ובגרורותיו והבנת המטבוליזם של הגידול, ללא חשיפת הנבדקים לקרינה. בדיקות MRI מראות יעילות רבה בזיהוי גידולים ולרוב הן נעזרות בחומרי ניגוד המשפרים את הרגישות ואת הספציפיות של הממצאים ומשמשים ככלי חשוב באבחון רפואי. חומרי הניגוד המקובלים כיום מבוססים על קומפלקסים של היסוד הכימי גדוליניום, אך גדוליניום אינו רגיש לפעילות המטבולית של הגידול. לאחרונה התעורר חשש מפני שימוש נרחב בגדוליניום משום שהוא עשוי להצטבר במוח ובגוף (בעצמות ובאברים חיוניים) . לעומת זאת, ניתן לקבל ניגודיות (קונטרסט) גבוהה ב-MRI בעזרת שיטת דימות חדשה שנקראת CEST, המבוססת על חילופים כימיים בין מולקולות המים (אשר מודגמים בסריקת ה- MRI) לבין קבוצות של מולקולות אחרות. שיטת CEST מאפשרת לדימות של ריכוזים נמוכים של מטבוליטים. כך, ניתן לנצל את את ההצטברות של גלוקוז או של נגזרות שלו בגידולים סרטניים, לטובת גילויים באמצעות שיטת ה CEST. השיטה מניבה תמונות דימות המתאפיינות בניגודיות גבוהה, שמסייעת בפענוח. במחקרנו סרקנו בשיטת CEST-MRI נגזרות שונות של גלוקוז, שהזרקנו לנקבות עכברים שנושאות גידולי סרטן השד הומניים (של אדם). תוצאות הניסויים היו מבטיחות: בתמונות שהתקבלו יכולנו לראות בבירור את הגידולים ואת גרורותיהם, וכן את רמת הפעילות הביוכימית בגידולים. בחנו את השימוש בשיטה בעזרת שתי מולקולות שהן נגזרות של גלוקוז - 2DG ו- FDG, שתי המולקולות הניבו ניגודיות טובה בהרבה מזו של גלוקוז טבעי, משום שגלוקוז טבעי מתפרק במהירות בתהליך הגליקוליזה. עם זאת, אי-אפשר להרחיב את השימוש בשתי המולקולות האלה לבדיקות רפואיות של בני אדם, בגלל רעילותם בריכוזים גבוהים. לחלופין, הראינו שניתן להשתמש בנגזרת של גלוקוז הנקראת 3-מתיל גלוקוז (3OMG) שאינה מעובדת ומתפרקת בגוף וגם היא נקלטת בגידולים סרטניים במהירות ובכמויות גדולות. במחקרנו הראינו כי בעזרת מולקולה זו, ניתן לקבל תמונת דימות CEST-MRI המאפשרת לאתר גידולים סרטניים במשך חלון זמן קצר לאחר מתן החומר (איור 1). מולקולה זו, 3OMG, נחשבת לא-רעילה, אך יש לבדוק אם היא מתאימה לשימוש בבני אדם. במקביל מצאנו שנגזרת נוספת של גלוקוז, גלוקוזאמין, נקלטת על ידי גידולים סרטניים ומתאימה לשימוש בבדיקת CEST-MRI (איור 2). גלוקוזאמין נחשב בטוח מאוד לשימוש, ואף נמצא בשימוש נרחב כתוסף מזון. במחקר רחב שנוסה על נקבות עכברים הראינו כי הוא מתאים לשימוש במודלים שונים של סרטן השד, הדגמנו שיטות שונות של מתן החומר, ואף גילינו מהו מקור האות שהתקבל בתמונות הדימות על ידי חקר העיבוד הביוכימי של גלוקוזאמין בגוף בהקשר של מחלת הסרטן. השימוש בשיטת הדימות CEST MRI של 3OMG או גלוקוזאמין נראה אפוא כטכנולוגיה מבטיחה מאוד לגילוי מוקדם של גידולים סרטניים, ויכול לשמש כבר כיום ככלי מחקרי, ובעתיד – לאבחונים רפואיים ללא חשיפת הנבדקים לקרינה ולחומרים רדיואקטיביים. השיטה עשויה לשמש גם לגילוי ולאבחון של מחלות נוספות.