Bir gün, özel sistemler, sadece mikrosaniye içinde tam bir radyasyon tedavisi sunmak için parçacıklı kanser hastalarını engelleyebilir, yeni araştırmalar gösteriyor.
Flaş radyoterapi olarak bilinen bir teknik kullanarak, doktorlar tümörleri zamanın bir kısmında ve geleneksel radyasyon tedavisinin maliyetinin bir kısmında - en azından teoride - ortadan kaldırabilirler. Araştırmacılar, şu anda Ekim 2019'da Radyoterapi ve Onkoloji dergisinde yer alan raporlara göre, yıldırım hızında teknik insan hastalarda resmi klinik çalışmalarla karşılaşmadı, ancak bir adam deneysel tedavi gördü. Şimdi, Uluslararası Radyasyon Onkolojisi, Biyoloji ve Fizik Dergisi'nde 9 Ocak'ta yayınlanan yeni bir fare çalışması, bu kanser tedavisinin vaadini daha da kanıtladı.
Pennsylvania Üniversitesi Hastanesinde radyasyon onkolojisi profesörü olan yazar yardımcısı Dr. Keith Cengel, "Aynı tümör kontrol oranına sahip ancak normal doku üzerinde önemli ölçüde daha az etkiye sahip." Dedi.
Başka bir deyişle, flaş tekniği sağlıklı dokuları korurken tümör hücrelerini öldürüyor gibi görünmektedir. Teknik, tümör bölgesini, genellikle foton denilen hafif parçacıklar veya negatif yüklü elektronlar gibi sabit bir parçacık akışı ile bombalayarak çalışır. Şimdi, Cengel ve meslektaşları karışıma başka bir parçacık attılar: pozitif yüklü proton.
İsviçre'deki Lozan Üniversite Hastanesi radyasyon-onkoloji laboratuarı başkanı Marie-Catherine Vozenin, çalışmaya dahil olmayan "Bu,… hiçbir zaman yapılmadığı için benzersizdir." Dedi. Yetkili, kanser hücreleriyle savaşmak için protonların konuşlandırılmasının foton veya elektron kullanmaktan daha iyi bir strateji olduğu anlamına gelmez. "Tüm bu farklı stratejilerin bazı artıları ve eksileri var."
Bununla birlikte, her parçacık, vücuttaki belirli noktalarda belirli tümör tiplerini hedeflemek için benzersiz bir şekilde uygun olabilir, yani protonlar bazı hastalar için en iyi tedavi seçeneğini sunabilir.
Zamanlama anahtardır
"Flaş" ismi, tekniğin hedef dokulara radyasyon sağladığı ultra hızlı hızı ifade eder. Vozenin, Flash, mevcut terapilerle aynı toplam radyasyon miktarına sahip hücreleri, ancak birkaç dakika boyunca birkaç hafta boyunca dozu uygulamak yerine, tüm tedavinin bir saniyenin onda biri kadar sürdüğünü söyledi.
"Saniyenin yüzde birine gidebilirsek, bu daha da iyi," diye ekledi.
Hız tüm farkı yaratır. Geleneksel radyasyon terapisinde, bir hasta düzinelerce tedavi seansına girebilir, bu süre zarfında sağlıklı dokular tümör hücreleri yok olmadan çok önce hasar görebilir. Ancak aynı radyasyon dozu, flaşta olduğu gibi daha hızlı bir oranda verildiğinde, sağlıklı dokular zarar görmeden kalır. Tam olarak neden böyle bir sır olarak kalıyor.
Vozenin “Bu milyon dolarlık bir soru… bunu anlamaya çalışmak için çok çalışıyoruz” dedi. Araştırmalar, geçici radyasyon patlamasının, sağlıklı dokularda, tipik olarak kanserli hücrelerden çok daha fazla oksijen içeren oksijen seviyelerinde bir düşüşe neden olabileceğini düşündürmektedir. Klinik Onkoloji dergisinde yer alan 2019 tarihli bir rapora göre, tümörler, kısmen oksijen eksikliği nedeniyle geleneksel radyasyon tedavisine direniyor, bu nedenle flaşın yol açtığı geçici etki, sağlıklı hücreleri hasara karşı güçlendirebilir ve zararlı serbest radikallerin üretimini azaltabilir.
Ancak bu kanıt, kanser hücrelerinin tedaviye neden sağlıklı hücrelerden farklı tepki verdiğini açıklamamaktadır; Vozenin, daha fazla mekanizmanın muhtemel olduğunu söyledi.
Neden çalıştığından bağımsız olarak, ön çalışmalarda flaş radyasyonu umut verici görünüyor, ancak tekniğin sınırlamaları var. Fotonlar vücuttaki tümörleri hedeflemek için kullanılabilir, ancak partikülleri vuran makineler henüz gerekli doz hızına ulaşmak için yeterince hızlı ateş edemez. Yüksek enerjili elektronlar, derin yerleşimli tümörlere ulaşmak için dokulara nüfuz edebilir, ancak üretilmesi teknolojik olarak zordur. Düşük enerjili elektronlar başka bir seçenek sunuyor, ancak bunların sadece 2 inç (5 ila 6 santimetre) eti delebileceğini söyledi.
Düşük enerjili elektronlar yüzeysel tümörlerle ilgilenirken, Cengel ve meslektaşları protonların vücudun daha derinlerinde bulunan kanser hücrelerini hedeflemek için daha uygun olabileceğini teorize ettiler. Fikirlerini test etmek için, iş için doğru araçları oluşturmak zorunda kaldılar.
Teste tabi tut
Ekip, deneyleri yürütmek için siklotron olarak bilinen mevcut bir proton hızlandırıcısı kullandı, ancak bir takım değişiklikler yaptı. Hüner, protonların makineden kovulma oranını arttırırken, protonların nereye ve hangi miktarda indiğini izlemek için stratejiler geliştirmektir. Bu altyapı yerinde olduğunda ekip, siklotrondan akan protonların akımını daha iyi kontrol edebiliyordu, "tam bir patlamayı ya da damlamayı açabileceğiniz bir musluk gibi," dedi Cengel.
Ekip daha sonra siklotronunu model farelere yöneltti. İndüklenen tümörler hayvanların pankreaslarında ve üst bağırsakları boyunca büyüdüler, bu nedenle araştırmacılar kemirgenlerin karın boşluklarından tek bir radyasyon darbesi gönderdi. Flaş 100 ila 200 milisaniye arasında sürdü ve sıkı bir tüpte pişmemiş spagetti gibi birçok proton ışını yan yana dizerek, takım tüm karın boşluğunu bir atışta vurdu.
Beklendiği gibi, tedavi tümör büyümesini ve tipik olarak kanserden kaynaklanan doku skarlaşmasını, yakındaki sağlıklı dokuyu zarar görmeden bıraktı. Paris'teki Institut Curie'de araştırma direktörü Vincent Favaudon, "Bu, foton veya… elektronlar yerine proton kullanan bir hedef olarak ince bağırsakta in vivo 'flaş' etkisinin ilk reddedilemez kanıtıdır." canlı Bilim, bir e-posta ile söyledi.
Başarılı olmasına rağmen, çalışma farelerde "ve hastalar için geçerli olmayan küçük hacimlerde" gerçekleştirildi. Başka bir deyişle, mevcut haliyle, proton flaş tekniği bir seferde sadece küçük bir doku alanını tedavi edebilir. Teknik, daha büyük hayvanlarda ve sonunda insanlarda test edilmeye hazır olmadan önce önemli ölçüde ölçeklendirilmesi gerektiğini söyledi.
Favaudon, "Ana sınırlama doz oranında yatmaktadır." Araştırmalar, sağlıklı dokuların 100 milisaniyeden daha uzun süre flaş radyasyonuna maruz kaldığında hasar görmeye başladığını gösteriyor. "Dozu tek bir mikrosaniyelik nabızda vermek her zaman daha iyidir. Bu nedenle zorluk, doz oranını iki ila beş veya daha fazla bir faktör kadar artırmaktır."
Cengel ve meslektaşları, hangi doz hızının en terapötik fayda sağladığını belirlemek için çalışırken araçlarını ve tekniklerini optimize etmeye devam etmeyi planlıyorlar. Bu şekilde, ekip, ilk denekler olarak hayvanlarla bir tür klinik çalışma yürütecektir. Bu arada, Vozenin ve meslektaşları yakında kendi flaş tekniklerini test etmek için insan hastalarda ilk klinik deneyleri başlatacaklar. Düşük enerjili elektronları kullanarak, cilt kanserlerinde görülenler gibi yüzeysel tümörleri tedavi etmeyi amaçlamaktadırlar.
Vozenin, "Flaş kavramını büyük hacimlerde ve klinik uygulamalarda doğrulayabilirsek, muhtemelen tüm radyasyon terapisini değiştirecektir." Dedi. Önümüzdeki 10 yıl içinde bazı flaş radyasyon versiyonunun kanser hastaları tarafından yaygın olarak kullanılabileceğini umduğunu söyledi. Favaudon, yüzey tümörlerini hedef alan tedavilerin yanı sıra ameliyatla ortaya çıkan tedavilerin iki yıl içinde hazır olabileceğini söyledi. Yüksek enerjili elektronlar ve proton ışınları kullanan tekniklerin beş ila 10 yıl içinde hazır olabileceğini söyledi.
Flaşın gerçek insan hastalara giden yolu aştığını varsayarsak, teknik doktorların bir zamanlar radyasyonla tedaviye meydan okuyan tümörleri hedeflemesine izin verebilir.
"Tam anlamıyla iyileştirilmesi mümkün olmayan şeyleri tedavi edebilir ve tedavi edemeyebiliriz," dedi. "Açıkçası, tüm bunlara büyük bir tuz tanesi."
