Kako lahko protonska radioterapija ubije raka v milisekundah
Nove raziskave na miših "prvič" kažejo, da lahko znanstveniki uporabljajo protone za radioterapijo v nekaj milisekundah, pri čemer uničijo rakave celice in hkrati zaščitijo zdravo tkivo.
Več kot polovica ljudi z diagnozo raka prejema radioterapijo.
Sevanje poškoduje DNA rakavih celic, bodisi upočasni njihovo napredovanje bodisi jih ubije.
Vendar je to počasen postopek; sevanje rakavih celic ne uniči takoj - včasih trajajo tedni zdravljenja, da poškodujemo DNA celic, da jih ubijemo.
Nadaljnji razlog, zakaj lahko zdravljenje s sevanjem traja več tednov, je, da je terapija najverjetneje uspešna, ko rakave celice rastejo in se delijo na nove celice.
Širjenje zdravljenja v daljšem obdobju torej poveča možnosti, da bo sevanje usmerjeno na rakave celice, ko so v fazi rasti.
Nazadnje, dajanje sevanja v majhnih dnevnih odmerkih pomaga zaščititi zdrave celice, tako da jim daje več časa za popravilo.
Toda nove raziskave kažejo, da lahko obstaja način za oddajanje sevanja z rekordno hitrostjo, hkrati pa ščiti zdravo tkivo.
Inovativna tehnika se imenuje FLASH ali radioterapija z ultra visokim odmerkom, po predhodnih raziskavah pa uporablja elektrone za zmanjšanje poškodb zdravega tkiva med ciljanjem na tumorje.
Pomembno je, da FLASH te učinke domnevno doseže v manj kot sekundi, kar bi lahko eksponentno skrajšalo trajanje sevalnih sej.
Nova študija kaže, kako lahko uporaba protonskega sevanja namesto elektronov ali fotonov, skupaj z drugimi tehničnimi prilagoditvami, pretvori FLASH v močno orodje, ki lahko odda sevanje v milisekundah.
Dr. James M. Metz, direktor Robertsovega centra za protonsko terapijo in predsedujoči za sevalno onkologijo na Univerzi v Pensilvaniji v Filadelfiji, je so-starejši in ustrezni avtor nove študije, ki je objavljena v Mednarodni časopis za sevalno onkologijo, biologijo in fiziko.
Testiranje protonske FLASH terapije na raku
Kot avtorji pojasnjujejo v svojem prispevku, prejšnje raziskave kažejo, da terapija FLASH ubija rakave celice, hkrati pa ohranja normalno tkivo v možganih, pljučih, črevesju in kožnem raku.
Toda ali obstaja prag hitrosti odmerjanja za zdravljenje z bliskavico? Ali bi lahko znanstveniki dostavili FLASH veliko hitreje, hkrati pa ohranili njegove zaščitne učinke in učinkovitost proti raku?
Prejšnje študije na miših so po mnenju raziskovalcev pokazale, da lahko povečanje stopnje sevanja elektronske radioterapije zaščiti pred upadom kognitivnega učinka med obsevanjem možganov. In v drugih modelih miši - pljučne fibroze in sindroma prebavil - obsežno elektronsko sevanje ščiti zdravo tkivo.
Raziskovalci, ki stojijo za to študijo, so domnevali, da bi uporaba protonov namesto elektronov v terapiji FLASH omogočila oddajanje večjega odmerka sevanja ob ohranjanju njegovih zaščitnih učinkov.
Poleg tega se protonska terapija na splošno šteje za varnejšo in učinkovitejšo od elektronske.
Dokazovanje izvedljivosti protonskega FLASH
Da bi preizkusili svojo hipotezo in "da bi razumeli biološke učinke protonskih žarkov [FLASH]", so raziskovalci zasnovali in izdelali radioterapevtski aparat, ki bi lahko zagotavljal FLASH ali standardne hitrosti doze sevanja "z uporabo dvojno razpršenih protonov v [...] CT-definirani geometriji . "
Raziskovalci so uporabili "en sam svinčnik", da bi ustvarili "sistem dvojnega razprševanja", s čimer so se izognili težavam, ki so prejšnjim raziskovalnim skupinam preprečile, da bi ustvarile potrebne doze sevanja ali velikost polja.
Nato je ekipa uporabila nov aparat v mišjem modelu raka trebušne slinavke in ugotovila, da je uspešno ciljal na bočne tumorje raka trebušne slinavke, hkrati pa zmanjšal poškodbe prebavil.
"V raziskovalni sobi smo lahko razvili specializirane sisteme za ustvarjanje doz FLASH, dokazali, da lahko nadzorujemo protonski žarek, in izvedli veliko število poskusov, ki so nam pomagali razumeti posledice sevanja FLASH, ki jih preprosto nismo mogli imeti s tradicionalnejšimi raziskovalnimi nastavitvami, «pojasnjuje dr. Metz.
"To je prvič, da je kdo objavil ugotovitve, ki dokazujejo izvedljivost uporabe protonov - namesto elektronov - za ustvarjanje odmerkov FLASH s pospeševalnikom, ki se trenutno uporablja za klinično zdravljenje."
Dr. James M. Metz
Nato raziskovalci načrtujejo zasnovo naprave, ki bi na ta način dovajala FLASH ljudem.
