Πώς η σωματιδιακή φυσική θα μπορούσε να μειώσει την παράπλευρη ζημιά των θεραπειών για τον καρκίνο

Ερευνητές στο επιστημονικό εργαστήριο της Ευρώπης CERN, οι οποίοι χρησιμοποιούν τακτικά τη φυσική των σωματιδίων για να αμφισβητήσουν την κατανόησή μας για το σύμπαν, εφαρμόζουν επίσης την τέχνη τους για να ανατρέψουν τα όρια στη θεραπεία του καρκίνου.

Οι φυσικοί εδώ εργάζονται με γιγάντιους επιταχυντές σωματιδίων σε αναζήτηση τρόπων για να επεκτείνουν την εμβέλεια της ακτινοθεραπείας για τον καρκίνο και να αντιμετωπίσουν δυσπρόσιτους όγκους που διαφορετικά θα ήταν θανατηφόροι.

Σε ένα εργαστήριο του CERN, που ονομάζεται CLEAR, ο συντονιστής της εγκατάστασης Roberto Corsini στέκεται δίπλα σε έναν μεγάλο, γραμμικό επιταχυντή σωματιδίων που αποτελείται από μια μεταλλική δοκό 40 μέτρων με σωλήνες συσκευασμένους σε φύλλο αλουμινίου στο ένα άκρο και μια τεράστια σειρά οργάνων μέτρησης και προεξέχοντα πολύχρωμα καλώδια και καλώδια.

Η έρευνα εδώ, είπε στο Γαλλικό Πρακτορείο κατά τη διάρκεια πρόσφατης επίσκεψης, στοχεύει στη δημιουργία πολύ υψηλής ενέργειας δέσμες ηλεκτρονίων - τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια στο άτομο - που θα μπορούσαν τελικά να βοηθήσουν στην αποτελεσματικότερη καταπολέμηση των καρκινικών κυττάρων.

Ερευνούν μια «τεχνολογία για την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων στις ενέργειες που χρειάζονται για τη θεραπεία όγκων σε βάθος, που είναι πάνω από 100 εκατομμύρια ηλεκτρον βολτ» (MeV), εξήγησε ο Corsini.

Η ιδέα είναι να χρησιμοποιηθούν αυτά τα ηλεκτρόνια πολύ υψηλής ενέργειας (VHEE) σε συνδυασμό με μια νέα και πολλά υποσχόμενη μέθοδο θεραπείας που ονομάζεται FLASH.

Μείωση της "παράπλευρης ζημιάς"

Αυτή η μέθοδος συνεπάγεται την παροχή της δόσης ακτινοβολίας σε μερικές εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου, αντί για λεπτά όπως είναι η τρέχουσα προσέγγιση.

Αυτό έχει αποδειχθεί ότι έχει την ίδια καταστροφική επίδραση στον στοχευόμενο όγκο, αλλά προκαλεί πολύ λιγότερη βλάβη στον περιβάλλοντα υγιή ιστό.

Με την παραδοσιακή ακτινοθεραπεία, "δημιουργείτε κάποια παράπλευρη ζημιά", δήλωσε ο Benjamin Fisch, υπεύθυνος μεταφοράς γνώσεων στο CERN.

Το αποτέλεσμα της σύντομης αλλά έντονης θεραπείας FLASH, είπε στους δημοσιογράφους, είναι να "μειώσει την τοξικότητα στους υγιείς ιστούς, ενώ εξακολουθεί να βλάπτει σωστά τα καρκινικά κύτταρα."

Το FLASH χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε ασθενείς το 2018, με βάση τους διαθέσιμους επί του παρόντος ιατρικούς γραμμικούς επιταχυντές, τα linacs, που παρέχουν δέσμες ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας περίπου 6-10 MeV.

Ωστόσο, σε τόσο χαμηλή ενέργεια, οι ακτίνες δεν μπορούν να διεισδύσουν βαθιά, πράγμα που σημαίνει ότι η εξαιρετικά αποτελεσματική θεραπεία έχει χρησιμοποιηθεί μέχρι στιγμής μόνο σε επιφανειακούς όγκους, που εντοπίζονται με καρκίνο του δέρματος.

Αλλά οι φυσικοί του CERN συνεργάζονται τώρα με το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Λωζάνης (CHUV) για να κατασκευάσουν ένα μηχάνημα για παροχή FLASH που μπορεί να επιταχύνει τα ηλεκτρόνια στα 100 έως 200 MeV, καθιστώντας δυνατή τη χρήση της μεθόδου για πολύ πιο δυσπρόσιτους όγκους. /P>

'Game-changer'

Οι καρκινικοί όγκοι που βρίσκονται σε βάθος και δεν μπορούν να εξαλειφθούν με χειρουργική επέμβαση, χημειοθεραπεία ή παραδοσιακή ακτινοθεραπεία θεωρούνται συχνά σήμερα ως θανατική ποινή.

«Οι στόχοι θα είναι αυτοί που δεν θεραπεύουμε αυτή τη στιγμή», είπε στο Γαλλικό Πρακτορείο ο καθηγητής Jean Bourhis, επικεφαλής του τμήματος ακτινολογίας του CHUV.

"Για αυτούς τους συγκεκριμένους καρκίνους, που μπορεί να είναι το ένα τρίτο των περιπτώσεων καρκίνου, θα μπορούσε να αλλάξει το παιχνίδι."

Υπάρχουν ιδιαίτερες ελπίδες ότι η μέθοδος FLASH, με τον πολύ λιγότερο επιβλαβή αντίκτυπό της στον περιβάλλοντα ιστό, θα μπορούσε να καταστήσει δυνατό τον εντοπισμό όγκων που βρίσκονται στον εγκέφαλο ή κοντά σε άλλα ζωτικά όργανα.

Ο Bourhis είπε ότι μπορεί να μην υποβιβάσει τους θανάτους από πεισματικούς όγκους καρκίνου στα βιβλία ιστορίας, "αλλά τουλάχιστον θα υπάρξει μια νέα ευκαιρία για περισσότερες θεραπείες, εάν λειτουργήσει."

'Συμπαγές'

Μια πρόκληση είναι να γίνει ο ισχυρός επιταχυντής αρκετά συμπαγής ώστε να χωράει μέσα σε ένα νοσοκομείο.

Στο CERN, μια μεγάλη γκαλερί έχει αφιερωθεί στη στέγαση του επιταχυντή CLEAR, ο οποίος απαιτεί 20 μέτρα για να ωθήσει τα ηλεκτρόνια στο απαιτούμενο επίπεδο ενέργειας – και άλλα 20 μέτρα για να προετοιμαστεί, να μετρηθεί και να μεταδοθεί η δέσμη.

Αλλά ο Corsini επέμεινε ότι το CERN είχε την τεχνογνωσία να "επιταχύνει σε έναν πολύ πιο συμπαγή χώρο".

Το πρωτότυπο που σχεδιάζεται με το CHUV θα έχει ως στόχο να κάνει την ίδια δουλειά με ένα μηχάνημα που είναι συνολικά 10 μέτρα.

Αυτή η "συμπαγής" λύση, είπε ο Corsini, "μειώνει το κόστος, μειώνει την κατανάλωση ενέργειας και τη μεταβλητότητα και μπορείτε εύκολα να την τοποθετήσετε σε ένα νοσοκομείο χωρίς να χρειάζεται να χτίσετε ένα ολόκληρο κτίριο."

Η κατασκευή του πρωτοτύπου έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει τον ερχόμενο Φεβρουάριο και οι κλινικές δοκιμές ασθενών θα μπορούσαν να ξεκινήσουν το 2025, είπε ο Bourhis, "αν όλα πάνε ομαλά".

© Agence France-Presse