Neke dneve bi lahko specializirani sistemi preprečili, da bi bolniki z rakom z delci zagotovili celoten potek obsevanja v samo mikrosekundah, kažejo nove raziskave.
Z uporabo nastajajoče tehnike, znane kot bliskovna radioterapija, so zdravniki lahko le v teoriji izkoreninili tumorje in to le za del stroškov tradicionalne radioterapije. Do zdaj se strelovodna tehnika ni soočila s formalnimi kliničnimi preskušanji na človeških bolnikih, čeprav je en moški prejel eksperimentalno zdravljenje, so raziskovalci poročali oktobra 2019 v reviji Radioterapija in onkologija. Zdaj je nova raziskava na miših, objavljena 9. januarja v International Journal of Radiation Oncology, Biology and Physics, še dodatno dokazala obljubo tega zdravljenja raka.
"Ima enako stopnjo nadzora tumorja, vendar bistveno manj vpliva na normalno tkivo," je povedal soavtor študije dr. Keith Cengel, izredni profesor sevalne onkologije na bolnišnici Univerze v Pensilvaniji.
Z drugimi besedami, zdi se, da tehnika bliskavice uničuje tumorske celice in hkrati ohranja zdravo tkivo. Tehnika deluje z bombardiranjem mesta tumorja z enakomernim tokom delcev, običajno svetlobnih delcev, imenovanih fotoni ali negativno nabitih elektronov. Zdaj sta Cengel in njegovi sodelavci v mešanico vrgli še en delček: pozitivno nabit proton.
"Edinstven je v smislu, da ... še nikoli ni bilo storjeno," je dejala Marie-Catherine Vozenin, vodja laboratorija za sevalno onkologijo v švicarski univerzitetni bolnišnici Lausanne, ki ni bila vključena v raziskavo. To ne pomeni, da je uporaba protonov za boj proti rakavim celicam nujno boljša strategija kot uporaba fotonov ali elektronov, je dodala. "Vse te različne strategije imajo nekaj prednosti in slabosti."
Kljub temu je lahko vsak delček enolično primeren za ciljanje na določene vrste tumorja na določenih mestih v telesu, kar pomeni, da bi protoni lahko ponudili najboljšo možnost zdravljenja za nekatere bolnike, je dejal Cengel.
Čas je ključen
Ime "bliskavica" se preprosto nanaša na hitro hitrost, s katero tehnika oddaja sevalna tkiva. Flash bliskuje celice z enako skupno količino sevanja kot obstoječe terapije, vendar namesto dajanja odmerka več tednov v nekajminutnih seansah celotno zdravljenje traja le desetine sekunde, je dejal Vozenin.
"Če lahko gremo na stotine sekunde, je to še bolje," je dodala.
Hitrost naredi vse razlike. Pri običajni radiacijski terapiji lahko bolnik opravi na desetine sej zdravljenja, v tem času pa se lahko zdrava tkiva poškodujejo veliko preden tumorske celice propadejo. Toda, ko se isti odmerek sevanja odda hitreje, kot pri bliskavici, zdrava tkiva ostanejo nedotaknjena. Točno, zakaj se to zgodi, ostaja skrivnost.
"To je vprašanje v zvezi z milijonom dolarjev ... trudimo se, da bi to razumeli," je dejal Vozenin. Raziskave kažejo, da lahko hitro minljivo sevanje povzroči znižanje ravni kisika v zdravih tkivih, ki običajno vsebujejo veliko več kisika kot rakave celice. Tumorji se upirajo tradicionalnemu sevalnemu zdravljenju, deloma tudi zaradi pomanjkanja kisika, zato lahko začasni učinek, ki ga spodbudi bliskavica, okrepi zdrave celice pred poškodbami in zmanjša produkcijo škodljivih prostih radikalov, piše v poročilu za leto 2019 v reviji Clinical Oncology.
Toda ti dokazi ne pojasnjujejo, zakaj rakave celice na zdravljenje reagirajo drugače kot zdrave celice; Več mehanizmov bo verjetno v igri, je dejal Vozenin.
Ne glede na to, zakaj deluje, se v predhodnih študijah zdi sevalno bliskavico obetavno, čeprav ima tehnika omejitve. Fotoni se lahko uporabljajo za ciljanje na tumorje po telesu, vendar stroji, ki streljajo na delce, še ne morejo streljati dovolj hitro, da bi dosegli potrebno hitrost odmerjanja. Visokoenergijski elektroni lahko prodrejo v tkiva in dosežejo globoko posejane tumorje, vendar jih je tehnološko težko ustvariti. Nizkoenergijski elektroni ponujajo še eno možnost, ki pa lahko prebijejo le približno 2 cm (5 do 6 centimetrov) mesa, je dejal Cengel.
Medtem ko lahko nizkoenergijski elektroni skrbijo za površinske tumorje, sta Cengel in njegovi sodelavci presodili, da so protoni morda bolj primerni za ciljanje na rakave celice, ki se nahajajo globlje v telesu. Za preizkus svoje ideje so morali sestaviti prava orodja za delo.
Na preizkus
Skupina je za izvedbo poskusov uporabila obstoječi protonski pospeševalnik, znan kot ciklotron, vendar je naredil številne spremembe. Trik je bil povečati hitrost, s katero bi protone lahko izstrelili iz stroja, hkrati pa razvili strategije za spremljanje, kje so protoni pristali in v kakšni količini. Z vzpostavljeno infrastrukturo bi lahko ekipa bolje nadzirala tok protonov, ki pritekajo iz ciklotrona, "nekako kot pipa, s katero lahko vklopite polno pihanje ali kapljanje", je dejal Cengel.
Ekipa je nato svoj ciklotron usmerila v modelne miši. V žileh trebušne slinavke in vzdolž njihovega zgornjega črevesa so zrasli inducirani tumorji, zato so raziskovalci v trebušne votline glodalcev poslali en sam impulz sevanja. Bliskavica je trajala med 100 in 200 milisekundami in s tem, da so si v tesni cevi postavili številne protonske žarke drug ob drugem, kot neokuženi špageti, je ekipa v enem posnetku udarila po celotni trebušni votlini.
Kot je bilo pričakovano, je zdravljenje zaviralo rast tumorja in brazgotine, ki so običajno posledica raka, hkrati pa zdravo tkivo pusti neokrnjeno. "To je prvi neutemeljen dokaz učinka" bliskavice "in vivo s tankim črevesjem kot tarčo, ki uporablja protone namesto fotonov ali ... elektronov," Vincent Favaudon, direktor raziskav na Institutu Curie v Parizu študija, je v e-poštnem sporočilu povedal Live Science.
Čeprav je bila študija uspešna, je raziskava potekala na miših, "in v majhnih količinah, kar pri bolnikih ne drži," je dejal Vozenin. Z drugimi besedami, v trenutni obliki lahko tehnika protonske bliskavice hkrati obravnava le majhno območje tkiva. Rekla je, da bo treba tehniko znatno zmanjšati, preden bo pripravljena za preizkušanje pri večjih živalih in na koncu ljudeh.
"Glavna omejitev je v hitrosti odmerjanja," je dodal Favaudon. Raziskave kažejo, da začnejo zdrava tkiva poškodovati, če so izpostavljena sevanju bliskavice več kot 100 milisekund, je dejal. "Dajanje odmerka z enim mikrosekundnim impulzom je vedno boljše. Torej, izziv je povečati odmerek za faktor od dva do pet ali celo več."
Cengel in njegovi sodelavci načrtujejo, da bodo še naprej optimizirali svoja orodja in tehnike, medtem ko bodo delali, da bi določili, kakšen odmerek prinaša največ terapevtske koristi. Na ta način bi skupina izvedla klinično preskušanje, vendar z živalmi kot začetnimi preiskovanci. Medtem bodo Vozenin in njeni sodelavci kmalu začeli s prvimi kliničnimi preskušanji na človeških bolnikih, da bi preizkusili lastne bliskovne tehnike. S pomočjo nizkoenergijskih elektronov želijo zdraviti površinske tumorje, kot so tisti, ki jih opazimo pri kožnih rakih.
"Če lahko koncept bliskavice potrdimo v velikem obsegu in v kliničnih aplikacijah, bo to verjetno spremenilo vso sevalno terapijo," je dejal Vozenin. Povedala je, da pričakuje, da bo nekatera različica sevanja bliskavice bolnikom z rakom na voljo v naslednjih 10 letih. Favaudon je dejal, da bi bilo zdravljenje, ki je usmerjeno na površinske tumorje, pa tudi na tiste, ki so bili izpostavljeni operaciji, lahko pripravljeno v dveh letih. Tehnike, ki uporabljajo visokoenergijske elektrone in protonske žarke, bi lahko bili pripravljeni v petih do desetih letih, je dejal.
Če predpostavlja, da bliskavica napoči pot resničnim človeškim bolnikom, bi lahko tehnika zdravnikom omogočila ciljanje na tumorje, ki so nekoč kljubovali zdravljenju z sevanjem, je dejal Cengel.
"Lahko bi dobesedno zdravili stvari, ki jih ni mogoče zdraviti in zdraviti ljudi, ki jih ni mogoče zdraviti," je dejal. "Očitno je veliko zrnja soli na vse to."
