Једно од дана, специјализовани системи могли би забранити пацијентима оболелим од рака честицама да испоруче читав ток терапије зрачењем у само микросекунди, сугерише ново истраживање.
Користећи нову технику познату као флеш радиотерапија, лекари су могли да искоријене туморе у дјелићу времена и уз дјелић трошкова традиционалне радиотерапије - барем у теорији. До сада, техника муње није се суочила са формалним клиничким испитивањима на људима, мада је један човек примио експериментални третман, известили су истраживачи у октобру 2019. у часопису Радиотерапија и онкологија. Сада, нова студија на мишу, објављена 9. јануара у Међународном часопису радијацијске онкологије, биологије и физике, додатно је показала обећање ове терапије рака.
"Има исту стопу контроле тумора, али значајно мање утиче на нормално ткиво", рекао је коаутор студије др Кеитх Ценгел, ванредни професор радијацијске онкологије на болници Универзитета у Пенсилванији.
Другим речима, чини се да флеш техника уништава туморске ћелије истовремено штедећи здрава ткива. Техника делује бомбардовањем места тумора сталним током честица, обично светлосних честица, које се називају фотони или негативно наелектрисани електрони. Сада су Ценгел и његове колеге бацили још једну честицу у мешавину: позитивно набијени протони.
"Јединствен је у смислу да ... то никада није учињено", рекла је Марие-Цатхерине Возенин, шефица лабораторија за зрачење и онкологију Универзитетске болнице у Лозани у Швајцарској, која није била укључена у студију. То не значи да је примена протона за борбу са ћелијама рака боља стратегија од коришћења фотона или електрона, додала је. "Све ове различите стратегије имају неке предности и недостатке."
Уз то, свака честица може бити јединствено погодна да циља одређене врсте тумора на специфичним местима на телу, што значи да протони могу понудити најбољу опцију лечења за неке пацијенте, рекао је Ценгел.
Време је кључно
Назив "блиц" једноставно се односи на ултрабрзу брзину којом техника доводи зрачење до циљаних ткива. Флеш пумпа ћелије са истом укупном количином зрачења као и постојеће терапије, али уместо давања дозе током више недеља у минутним сеансама, целокупни третман траје само десетине секунде, рекао је Возенин.
"Ако можемо прећи на стотинке секунде, то је још боље", додала је.
Брзина чини све разлике. У конвенционалној терапији зрачењем, пацијент може да прође на десетине сесија лечења, за које време здрава ткива могу да се оштете много пре него што туморске ћелије пропадну. Али када се иста доза зрачења испоручује бржом брзином, као и код блица, здрава ткива остају неоштећена. Тачно зашто се то догоди остаје мистерија.
"То је питање о милионима долара ... напорно радимо на покушају да то схватимо", рекао је Возенин. Истраживања сугеришу да минималан скок зрачења може изазвати пад нивоа кисеоника у здравим ткивима, који обично садрже много више кисеоника него ћелије канцера. Тумори се одупиру традиционалној терапији зрачењем, делом захваљујући недостатку кисеоника, тако да привремени ефекат изазван блицом може ојачати здраве ћелије против оштећења, као и смањити производњу штетних слободних радикала, наводи се у извештају за 2019. годину у часопису Цлиницал Онцологи.
Али ови докази не објашњавају зашто ћелије рака реагују другачије од здравих ћелија на лечење; више механизама је вероватно на делу, рекао је Возенин.
Без обзира зашто то делује, блиц зрачење изгледа обећавајуће у прелиминарним студијама, мада техника има ограничења. Фотони се могу користити за циљање тумора по целом телу, али машине које пуцају у честице још увек не могу да пуцају довољно брзо да постигну потребну дозу. Високоенергетски електрони могу продријети у ткива да би досегли дубоке седеће туморе, али их је технолошки тешко створити. Електрони ниске енергије нуде другу могућност, али они могу пробити само око 2 инча (5 до 6 центиметара) меса, рекао је Ценгел.
Док електрони са ниском енергијом могу да се брину за површне туморе, Ценгел и његови колеге теоретишу да протони могу бити погоднији за циљање ћелија рака које се налазе дубље у телу. Да би тестирали своју идеју, морали су да направе праве алате за посао.
Ставите на тест
Тим је за покретање експеримената користио постојећи протонски акцелератор, познат као циклотрон, али је направио неколико модификација. Трик је био повећати брзину којом се протони могу гађати из машине, истовремено развијајући стратегије за надгледање где су протони слетели и у којој количини. Када је успостављена оваква инфраструктура, тим би могао боље да контролише струју протона који потичу из циклотрона, „попут славине којом можете укључити пухање или капање“, рекао је Ценгел.
Тим је затим усмјерио свој циклотрон на мишеве модела. Индуковани тумори расли су у панкреасима животиња и дуж њихових горњих црева, па су истраживачи послали један пулс зрачења кроз трбушне шупљине глодара. Бљесак је трајао између 100 и 200 милисекунди, и тако што су поставили бројне протонске зраке једна поред друге, попут некуваних шпагета у уској цеви, тим је у једном снимку погодио читаву трбушну шупљину.
Као што се очекивало, лечење је спречило раст тумора и ожиљке на ткивима који обично настају од рака, а оближње здраво ткиво остављало неоштећено. "Ово је први непобитни доказ ефекта" бљеска "ин виво са танким цревом као метом користећи протоне уместо фотона или ... електрона", Винцент Фаваудон, директор истраживања у Институту Цурие у Паризу, који није био укључен у студија, речено је Ливе Сциенце-ом у е-поруци.
Иако је била успешна, студија је спроведена на мишевима, „и то у малим количинама, што код пацијената није случај“, рекао је Возенин. Другим речима, у свом тренутном облику, техника протонског блица може истовремено да третира само мали део ткива. Техника ће морати да буде значајно смањена пре него што буде спремна за тестирање на већим животињама и евентуално људима, рекла је.
"Главно ограничење лежи у дози", додао је Фаваудон. Истраживања показују да здрава ткива почињу да стварају оштећења уколико су изложена зрачењу бљескалицама дуже од 100 милисекунди, рекао је он. "Давање дозе у једном-микросекунди импулса је увек боље. Дакле, изазов је повећати брзину дозе за фактор од два до пет или чак више."
Ценгел и његове колеге планирају да наставе да оптимизују своје алате и технике радећи на утврђивању која количина дозе доноси највише терапијске користи. На овај начин, тим би водио клиничко испитивање врста, али са животињама као почетним испитаницима. У међувремену, Возенин и њене колеге ускоро ће покренути прва клиничка испитивања на људима са циљем тестирања сопствених блиц техника. Користећи електроне ниске енергије, они имају за циљ да лече површне туморе, попут оних код рака коже.
"Ако можемо да потврдимо концепт блица у великој количини и у клиничким применама, то ће вероватно променити сву терапију зрачењем", рекао је Возенин. Она је рекла да очекује да би нека верзија блиц-зрачења могла бити широко доступна пацијентима обољелим од рака у наредних 10 година. Фаваудон је рекао да би третмани који циљају површинске туморе, као и они који су изложени оперативним захватима, могли бити спремни за две године. Технике кориштења високоенергетских електрона и протонских зрака могу бити спремне у року од пет до 10 година, рекао је.
Претпостављајући да бљесак пролази пут правим људским пацијентима, техника би могла омогућити лекарима да циљају туморе који су једном пркосили лечењу радијацијом, рекао је Ценгел.
"Буквално бисмо могли да третирамо ствари које није могуће лечити и излечити људе које није могуће излечити", рекао је. "Очигледно, велико зрно соли на све то."
