Kaip protonų radioterapija gali užmušti vėžį per milisekundes
Nauji tyrimai su pelėmis „pirmą kartą“ rodo, kad mokslininkai gali naudoti protonus radiacinei terapijai atlikti per kelias sekundes, užmušdami vėžines ląsteles ir apsaugodami sveikus audinius.
Daugiau nei pusė žmonių, kuriems nustatyta vėžio diagnozė, gauna spindulinę terapiją.
Spindulys pažeidžia vėžinių ląstelių DNR, sulėtindamas jų progresavimą arba užmušdamas jas.
Tačiau tai yra lėtas procesas; spinduliuotė nesunaikina vėžinių ląstelių iš karto - kartais prireikia kelių savaičių gydymo, kad pakenktų ląstelių DNR tiek, kad jas užmuštų.
Kita priežastis, kodėl gydymas radiacija gali užtrukti kelias savaites, yra ta, kad terapija greičiausiai bus sėkminga, kai vėžinės ląstelės auga ir dalijasi į naujas ląsteles.
Taigi, paskirstant gydymą ilgą laiką, padidėja tikimybė, kad radiacija bus nukreipta į vėžines ląsteles, kai jos yra augimo fazėje.
Galiausiai, radiacijos skyrimas mažomis dienos dozėmis padeda apsaugoti sveikas ląsteles, suteikiant joms daugiau laiko atsistatyti.
Tačiau nauji tyrimai rodo, kad gali būti būdas valdyti radiaciją rekordiniu greičiu, kartu apsaugant sveikus audinius.
Inovatyvi technika vadinama FLASH arba itin didele doze veikiančia radioterapija, ir, remiantis ankstesniais tyrimais, ji naudoja elektronus, kad sumažintų sveikų audinių pažeidimus, nukreipiant juos į navikus.
Svarbu tai, kad FLASH tariamai pasiekia šiuos efektus greičiau nei per sekundę, o tai gali eksponentiškai sumažinti radiacijos seansų trukmę.
Naujas tyrimas rodo, kaip naudojant protonų spinduliuotę vietoj elektronų ar fotonų, kartu su kitais techniniais pritaikymais, FLASH gali tapti galingu įrankiu, kuris gali perduoti spinduliuotę milisekundėmis.
Dr. Jamesas M. Metzas, Robertso Protono terapijos centro direktorius ir Pensilvanijos universiteto Filadelfijoje radiacijos onkologijos katedros pirmininkas, yra naujojo tyrimo, kuris rodomas Tarptautinis radiacijos onkologijos, biologijos ir fizikos žurnalas.
Protonų FLASH terapijos testavimas dėl vėžio
Kaip autoriai paaiškina savo darbe, ankstesni tyrimai parodė, kad FLASH terapija naikina vėžines ląsteles ir išsaugo normalų smegenų, plaučių, žarnyno ir odos vėžio audinį.
Bet ar yra FLASH terapijos dozės riba? Ar mokslininkai galėtų daug greičiau pristatyti FLASH, išsaugodami apsauginį poveikį ir priešvėžinį veiksmingumą?
Ankstesni tyrimai su pelėmis, pasak mokslininkų, parodė, kad padidinus elektronų radioterapijos spinduliuotės greitį, galima apsaugoti nuo kognityvinio nuosmukio smegenų švitinimo metu. Kitais pelių modeliais - plaučių fibrozės ir virškinimo trakto radiacijos sindromu - didėjanti elektronų spinduliuotė apsaugojo sveikus audinius.
Taigi šio tyrimo tyrėjai iškėlė hipotezę, kad naudojant FLASH terapijoje protonus, o ne elektronus, būtų galima suteikti didesnę radiacijos dozę, išlaikant jos apsauginį poveikį.
Be to, protonų terapija paprastai laikoma saugesnė ir efektyvesnė už elektronų terapiją.
Protono FLASH tinkamumo įrodymas
Norėdami patikrinti savo hipotezę ir „suprasti [FLASH] protonų pluoštų biologinį poveikį“, mokslininkai sukūrė ir pastatė radioterapijos aparatą, galintį suteikti FLASH arba standartines radiacijos dozės normas, „naudojant dvigubai išsibarsčiusius protonus […] CT apibrėžtoje geometrijoje. . “
Tyrėjai naudojo „vieno pieštuko pluoštą“, kad sukurtų „dvigubos sklaidos sistemą“, taip apeidami sunkumus, kurie ankstesnėms tyrimų grupėms trukdė sukurti reikiamą radiacijos dozę ar lauko dydį.
Tada komanda pritaikė naują aparatą pelės kasos vėžio modelyje ir nustatė, kad jis sėkmingai nukreiptas į kasos vėžio šoninius navikus, tuo pačiu sumažinant virškinimo trakto pažeidimus.
„Mums pavyko sukurti specialias sistemas tyrimų kambaryje, kad būtų galima generuoti FLASH dozes, parodyti, kad galime valdyti protonų pluoštą, ir atlikti daugybę eksperimentų, kurie padėtų mums suprasti FLASH spinduliuotės pasekmes, kurių paprasčiausiai negalėjome turėti tai daroma su tradiciškesne tyrimų sąranga “, - aiškina daktaras Metzas.
"Tai yra pirmas kartas, kai kas nors paskelbė išvadas, įrodančias protonų, o ne elektronų, naudojimą FLASH dozėms generuoti su greitikliu, šiuo metu naudojamu klinikiniam gydymui."
Daktaras Jamesas M. Metzas
Tada mokslininkai planuoja sukurti aparatą, kuris tokiu būdu FLASH pristatytų žmonėms.
