Ako môže protónová rádioterapia zabiť rakovinu v milisekundách
Nový výskum na myšiach „prvýkrát“ ukazuje, že vedci môžu pomocou protónov aplikovať radiačnú terapiu v priebehu milisekúnd, pričom zabíjajú rakovinové bunky a chránia zdravé tkanivo.
Viac ako polovica ľudí s diagnostikovanou rakovinou dostáva radiačnú terapiu.
Žiarenie poškodzuje DNA rakovinových buniek, buď spomaľuje ich postup alebo ich usmrcuje.
Je to však pomalý proces; žiarenie neničí rakovinové bunky hneď - niekedy trvá niekoľko týždňov, kým sa poškodí DNA buniek natoľko, aby sa zabili.
Ďalším dôvodom, prečo môže radiačná liečba trvať niekoľko týždňov, je to, že terapia s najväčšou pravdepodobnosťou uspeje, keď rakovinové bunky rastú a rozdeľujú sa na nové bunky.
Takže dlhodobé rozloženie liečby zvyšuje pravdepodobnosť, že sa žiarenie zameriava na rakovinové bunky, keď sú v rastovej fáze.
A nakoniec, podávanie žiarenia v malých denných dávkach pomáha chrániť zdravé bunky tým, že im dáva viac času na opravu.
Nový výskum však naznačuje, že môže existovať spôsob, ako podávať žiarenie rekordnou rýchlosťou a zároveň chrániť zdravé tkanivo.
Inovatívna technika sa nazýva FLASH alebo rádioterapia s veľmi vysokou dávkou a podľa doterajších výskumov využíva elektróny na minimalizáciu poškodenia zdravého tkaniva pri zameraní na nádory.
Dôležité je, že program FLASH údajne dosahuje tieto účinky za menej ako sekundu, čo by mohlo exponenciálne skrátiť trvanie radiačných relácií.
Nová štúdia ukazuje, ako použitie protónového žiarenia namiesto elektrónov alebo fotónov, spolu s ďalšími technickými úpravami, môže zmeniť FLASH na výkonný nástroj, ktorý dokáže dodávať žiarenie v milisekundách.
Dr. James M. Metz, riaditeľ Roberts Proton Therapy Center a predseda radiačnej onkológie na Pennsylvánskej univerzite vo Philadelphii, je spoluriešiteľom a zodpovedajúcim autorom novej štúdie, ktorá sa objavuje v Medzinárodný vestník radiačnej onkológie, biológie a fyziky.
Testovanie protónovej FLASH terapie na rakovinu
Ako autori vysvetľujú vo svojom príspevku, predchádzajúci výskum naznačuje, že terapia FLASH zabíja rakovinové bunky pri zachovaní normálneho tkaniva pri rakovine mozgu, pľúc, čriev a kože.
Existuje však prah dávky pre terapiu FLASH? A mohli by vedci dodať FLASH oveľa rýchlejšie pri zachovaní jeho ochranných účinkov a protirakovinovej účinnosti?
Vedci tvrdia, že predchádzajúce štúdie na myšiach preukázali, že zvýšenie rýchlosti žiarenia elektrónovej rádioterapie môže chrániť pred úbytkom kognitívnych funkcií počas ožarovania mozgu. A v ďalších myších modeloch - pľúcnej fibrózy a syndrómu gastrointestinálneho žiarenia - zvyšujúce sa elektrónové žiarenie chránilo zdravé tkanivo.
Vedci, ktorí stoja za touto štúdiou, vyslovili hypotézu, že použitie protónov namiesto elektrónov pri liečbe FLASH by umožnilo dodať vyššiu dávku žiarenia pri zachovaní jeho ochranných účinkov.
Ďalej sa protónová terapia všeobecne považuje za bezpečnejšiu a účinnejšiu ako elektrónovú terapiu.
Dokazuje uskutočniteľnosť protónového BLESKU
Aby otestovali svoju hypotézu a „porozumeli biologickým účinkom [FLASH] protónových lúčov“, navrhli vedci a postavili rádioterapeutický prístroj, ktorý by mohol dodávať FLASH alebo štandardné dávky žiarenia „pomocou dvojnásobne rozptýlených protónov v geometrii definovanej [...] CT . “
Vedci použili „jediný lúč ceruzky“ na vytvorenie „systému dvojitého rozptylu“, čím obišli ťažkosti, ktoré predchádzajúcim výskumným tímom bránili vo vytváraní potrebnej dávky žiarenia alebo veľkosti poľa.
Potom tím použil nový prístroj na myšom modeli rakoviny pankreasu a zistil, že sa úspešne zameral na bočné nádory rakoviny pankreasu a zároveň znižoval gastrointestinálne poškodenie.
„Vo výskumnej miestnosti sme boli schopní vyvinúť špecializované systémy na generovanie dávok FLASH, demonštrovať, že dokážeme riadiť protónový lúč, a vykonať veľké množstvo experimentov, ktoré nám pomôžu pochopiť dôsledky FLASH žiarenia, ktoré by sme jednoducho nemohli mať tradičným výskumom, “vysvetľuje Dr. Metz.
"Toto je prvýkrát, čo niekto zverejnil zistenia, ktoré demonštrujú uskutočniteľnosť použitia protónov - nie elektrónov - na generovanie dávok FLASH pomocou urýchľovača, ktorý sa v súčasnosti používa na klinické ošetrenie."
James M. Metz
Vedci ďalej plánujú navrhnúť prístroj, ktorý by takýmto spôsobom dodával blesk ľuďom.
