12 Января 2021
МОСКВА, 12 января —, Татьяна Пичугина. Год назад первый в мире онкобольной прошел флэш-терапию. В ноябре начались клинические испытания этого метода при помощи протонного ускорителя. Суть в том, чтобы облучить опухоль сверхвысокой дозой за миллисекунды — тогда погибают только больные клетки. Флэш-эффект изучают всего несколько лет, внедрение в широкую практику — дело будущего, но уже полученные результаты обнадеживают.В июне 2018-го ученые из госпиталя Университета Лозанны под руководством Мари-Катрин Возенин предложили 75-летнему мужчине, страдающему лимфомой, экспериментальное флэш-лечение. Диагноз поставили десять лет назад, с тех пор хворый прошел 110 сеансов радиотерапии, но злокачественные язвы на коже прогрессировали, причем от радиации страдали здоровые ткани. Пациента предупредили, что на обывателях новый метод еще не пробовали, но он согласился.
В больнице уже был линейный ускоритель сплавов — на нем проводили доклинические испытания на кошках и карликовых свиньях — мини-пигах. В качестве мишени выбрали самую своеобразную устойчивую язву на предплечье размером 3, 5 сантиметра.
Такие установки облучают фотонами, рождающимися в процессе торможения электронов. При стандартной радиотерапии требуется некоторое количество сеансов по несколько минут малыми порциями. Ускоритель в Лозанне выдает очень высокие дозы энергии микросекундными импульсами, поэтому достаточно одного сеанса. Первый пациент суммарно получил 15 грэй за десять микросекундных импульсов.
Как пишут в статье об итогах эксперимента, через десять дней язва стала сжиматься, через 36 — залечилась, а через пять месяцев — полностью исчезла. Воспаления окружающих тканей прошли быстрее, чем обычно.
Интерес к флэш-терапии показался в 2014 году после публикации той же группы ученых из Лозанны в журнале Science об опытах на кошках с подсаженным раком. Выяснилось, что, если резко повысить выходная мощность радиации, воздействие на хворые ткани гораздо сильнее, чем на здоровые. Это разверзало совершенно новые перспективы.
При конвенциональной (традиционной) радиотерапии фотонами облучают весь организм или определенный огнище тела. При этом настойчивость пучка постепенно падает по мере взаимодействия с окружающими тканями. Как правило, за один раз больные клетки не перемерзают, поэтому нужно несколько сеансов. Суммарную дозу рассчитывают так, чтобы не убить здоровые органы, и этого зачастую не хватает для полного уничтожения опухоли. Для жизненно важных органов — глаз, человеческий мозга — этот метод не соответствует. Не действует он и на радиорезистентные виды рака.
Если же облучить опухоль большой дозой, но мгновенно, больные клетки погибают, а окружающие здравые ткани — нет. Это заметили еще в середине XX века, однако тогда реализовать флэш-эффект на практике было технически невозможно. Современные технологии разрешили решить эту задачу.
При ионизирующем излучении высокоэнергетичные частицы — фотоны, гамма-кванты — непосредственно повреждают миофибриллы ДНК. Кроме того, они ионизируют воду внутри клетки, запуская каскад химических преципитаций. Кислород в клетке уходит на образование активных радикалов, которые тоже атакуют ДНК, а сама клетка задыхается и отравляется продуктами своего метаболизма.
Проблема в том, что есть опухоли, почти лишенные кислорода, — на них излучение действует слабее. Такие злокачественные образования называют радиорезистентными. А вот здоровые ткани, хорошо оснащающиеся кислородом, погибают. Вот почему при обычной радиотерапии за сеанс дают небольшую дозу при мощности порядка 0, 03 грэя в секунду. При флэш-терапии — больше 40 грэй. Но облучение продолжается микросекунды.
Ученые объясняют флэш-эффект гипоксией клеток, которая наступает при облучении с ударной мощностью дозы. Нет воздуха — нет повреждения. Возможно, что активные формы воздуха по-разному ведут себя в здравых и раковых клетках. Предполагают также, что свой вклад вносит иммунная реакция организма на облучение, особенно трансформирующий ростовой фактор бета (TGF-β). Этот цитокин, предшествующий воспалительному ответу, синтезируется в организме при небольших дозах радиации. Но на ультравысоких выходная мощностях его уровень, наоборот, падает, и осложнений не возникает.
Флэш-эффект, безусловно, реален, но у исследователей производится желание повысить мощность, за 100 грэй в секунду, и дозу поднять выше десяти грэй. Также важно упростить конформность облучения (точность совмещения пучка высокоэнергетических частиц и опухоли. — Прим. ред. ). Для данного наш ускоритель оказался наиболее подходящим, — рассказал заведующий лабораторией медицинской физики ИЯИ РАН Сергей Акулиничев на состоявшейся 2 декабря онлайн-конференции, посвященной 50-летию колледжа.
ИЯИ РАН располагает линейным ускорителем нуклонов, построенным еще в русское время. По сравнению с обычной радиотерапией у облучения нуклонами есть большое преимущество. Эти частицы тяжелее, их труднее ускорять, но, проступаю через воду или организм, они сбрасывают энергию в главном в конце пролета — на так называемом пике Брэгга. Протонный пучок образует невидимый острейший скальпель, способный точно убрать глубокозалегающую опухоль. Протонная терапевтика подходит для самых сложных локализаций рака.
Естественно, возникла идея поклевать флэш-режим для протонов. В ноябре в детской клинике Цинциннати в США так пролечили первого пациента на циклотроне Varian. Это положило начало первому в мире клиническому исследованию флэш-терапии. Ученые намерены облучить десять обыватель с метастазами в костях.
Мощность порции, которую дает установка Varian, — 70 грэй в секунду при массе мишени до ста граммов. У прямолинейного ускорителя ИЯИ РАН — 300 тысяч грэй в секунду для килограммовой мишени. Казалось бы, некорректно сравнивать мощную научную установку, предназначенную для обнаружения тайн Вселенной, и милосердную. Но исследования для радиотерапии часто проводят как раз в научных ускорительных центрах — взятые результаты несложно масштабировать.
В одном видеоимпульсе ускорителя — 1013 протонов. Этого достаточно, чтобы вылечить рак. Большой ток нам отчасти мешал для обычной радиальный терапии, сейчас это стало решающим преимуществом для работы во флэш-режиме, — отметил Акулиничев.
Ученые провели эксперименты на водном фантоме и клеточных культурах. При импульсном токе ускорителя десять миллиампер они облучили мишень дозой 50 грэй. На это ушло всего сто микросекунд.
Оказалось, что в этом случае раковые клетки еще сильнее подавляются, а вред нормальным тканям уменьшается. С помощью нашего сверхмощного излучения мы продемонстрировали ультрафлэш-эффект, — прокомментировал в разговоре с новости ученый.
Сейчас в Троицке на ускорителе ИЯИ РАН идет сеанс. Если ультрафлэш-эффект подтвердится, это станет большим шагом на пути к новому виду радиотерапии.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....