Kā protonu staru terapija var nogalināt vēzi milisekundēs
Jauns pētījums ar pelēm "pirmo reizi" parāda, ka zinātnieki var izmantot protonus, lai ievadītu staru terapiju dažu sekunžu laikā, nogalinot vēža šūnas, vienlaikus aizsargājot veselīgus audus.
Vairāk nekā puse cilvēku ar vēža diagnozi saņem staru terapiju.
Radiācija bojā vēža šūnu DNS, vai nu palēninot to progresēšanu, vai arī nogalinot tās.
Tomēr tas ir lēns process; starojums neiznīcina vēža šūnas uzreiz - dažreiz ir vajadzīgas vairākas nedēļas ilgas ārstēšanas, lai pietiekami bojātu šūnu DNS, lai tās iznīcinātu.
Vēl viens iemesls, kāpēc staru ārstēšana var ilgt vairākas nedēļas, ir tas, ka terapija, visticamāk, būs veiksmīga, ja vēža šūnas aug un sadalās jaunās šūnās.
Tātad ārstēšanas izplatīšana ilgākā laika posmā palielina izredzes, ka starojums būs vērsts pret vēža šūnām, kad tās atrodas augšanas fāzē.
Visbeidzot, radiācijas ievadīšana mazās dienas devās palīdz aizsargāt veselās šūnas, dodot tām vairāk laika atjaunoties.
Bet jaunie pētījumi liecina, ka var būt veids, kā radiāciju ievadīt rekordātrumā, vienlaikus aizsargājot arī veselos audus.
Novatorisko paņēmienu sauc par FLASH jeb ultravioletā staru terapiju, un saskaņā ar iepriekšējiem pētījumiem tā izmanto elektronus, lai samazinātu veselīgu audu bojājumus, vienlaikus vēršoties pret audzējiem.
Svarīgi ir tas, ka FLASH, iespējams, sasniedz šos efektus mazāk nekā sekundē, kas varētu eksponenciāli samazināt radiācijas sesiju ilgumu.
Jaunais pētījums parāda, kā protonu starojuma izmantošana elektronu vai fotonu vietā kopā ar citiem tehniskiem pielāgojumiem var pārveidot FLASH par spēcīgu instrumentu, kas var nodrošināt starojumu milisekundēs.
Dr. Džeimss M. Metcs, Roberta Protona terapijas centra direktors un Pensilvānijas universitātes Filadelfijā esošās radiācijas onkoloģijas katedra, ir jaunā pētījuma līdzvecākais un atbilstošais autors. Starptautiskais radiācijas onkoloģijas, bioloģijas un fizikas žurnāls.
Protonu FLASH terapijas pārbaude uz vēzi
Kā autori paskaidro savā rakstā, iepriekšējie pētījumi liecina, ka FLASH terapija iznīcina vēža šūnas, vienlaikus saglabājot normālus smadzeņu, plaušu, zarnu un ādas vēža audus.
Bet vai FLASH terapijai ir devas ātruma slieksnis? Vai zinātnieki varētu FLASH piegādāt daudz ātrāk, vienlaikus saglabājot tā aizsargājošo iedarbību un pretvēža efektivitāti?
Iepriekšējie pētījumi ar pelēm, pēc pētnieku domām, parādīja, ka elektronu staru terapijas starojuma ātruma palielināšana var pasargāt no kognitīvās pasliktināšanās smadzeņu apstarošanas laikā. Citos peļu modeļos - plaušu fibrozes un kuņģa-zarnu trakta starojuma sindroma gadījumā - pieaugošais elektronu starojums aizsargāja veselos audus.
Tātad šī pētījuma pētnieki izvirzīja hipotēzi, ka protonu izmantošana elektronu vietā FLASH terapijā ļautu piegādāt lielāku starojuma devu, saglabājot tās aizsargājošo iedarbību.
Turklāt protonu terapiju parasti uzskata par drošāku un efektīvāku nekā elektronu terapiju.
Pierādot protonu FLASH iespējamību
Lai pārbaudītu viņu hipotēzi un "lai saprastu [FLASH] protonu staru bioloģisko iedarbību", pētnieki izstrādāja un uzbūvēja staru terapijas aparātu, kas varētu piegādāt FLASH vai standarta starojuma devas ātrumus ", izmantojot dubultā izkliedētos protonus […] CT noteiktā ģeometrijā . ”
Pētnieki izmantoja “viena zīmuļa staru”, lai izveidotu “dubultās izkliedes sistēmu”, tādējādi apejot grūtības, kas iepriekšējām pētījumu grupām bija traucējušas radīt nepieciešamo radiācijas devu vai lauka lielumu.
Tad komanda izmantoja jauno aparātu aizkuņģa dziedzera vēža peles modelī un atklāja, ka tas veiksmīgi mērķēja uz aizkuņģa dziedzera vēža sānu audzējiem, vienlaikus samazinot kuņģa-zarnu trakta bojājumus.
"Mēs spējām izpētes telpā izstrādāt specializētas sistēmas, lai radītu FLASH devas, parādītu, ka mēs varam kontrolēt protonu staru, un veicam daudz eksperimentu, lai palīdzētu mums saprast FLASH starojuma sekas, kuras mums vienkārši nevarēja būt darīts ar tradicionālāku pētījumu iestatīšanu, ”skaidro doktors Metcs.
"Šī ir pirmā reize, kad kāds ir publicējis secinājumus, kas parāda protonu, nevis elektronu, izmantošanas iespējamību FLASH devu ģenerēšanai ar paātrinātāju, ko pašlaik izmanto klīniskajā ārstēšanā."
Dr James M. Metz
Pēc tam pētnieki plāno izstrādāt aparātu, kas šādā veidā piegādātu FLASH cilvēkiem.
