Jaunu pētījumu rezultāti liecina, ka specializētas sistēmas varētu aizkavēt vēža slimniekus ar daļiņām, lai pilnībā nodrošinātu staru terapijas kursu tikai mikrosekundēs.
Izmantojot topošo paņēmienu, kas pazīstams kā staru staru terapija, ārsti varēja iznīcināt audzējus īsā laika posmā un par nelielu daļu no tradicionālās staru terapijas izmaksām - vismaz teorētiski. Pagaidām zibens ātrā tehnika nav saskārusies ar formāliem klīniskiem pētījumiem ar cilvēkiem, lai gan eksperimentālo ārstēšanu saņēma viens vīrietis, pētnieki ziņoja 2019. gada oktobra žurnālā Radioterapija un onkoloģija. Tagad jauns peļu pētījums, kas 9. janvārī tika publicēts Starptautiskajā radiācijas onkoloģijas, bioloģijas un fizikas žurnālā, ir vēl vairāk parādījis šīs vēža terapijas solījumus.
"Tam ir tāds pats audzēja kontroles ātrums, bet ievērojami mazāka ietekme uz normāliem audiem," sacīja pētījuma līdzautore Dr. Keita Cengel, Pensilvānijas universitātes slimnīcas radiācijas onkoloģijas asociētā profesore.
Citiem vārdiem sakot, šķiet, ka zibspuldzes tehnika iznīcina audzēja šūnas, vienlaikus saudzējot veselos audus. Metode darbojas, bombardējot audzēja vietu ar vienmērīgu daļiņu plūsmu, parasti ar gaismas daļiņām, ko sauc par fotoniem, vai ar negatīvi lādētiem elektroniem. Tagad Kēgels un viņa kolēģi sajaukumā ir iemetuši vēl vienu daļiņu: pozitīvi lādētu protonu.
"Tas ir unikāls tādā ziņā, ka… tas nekad nav darīts," sacīja Marija Katrīna Vozenina, Šveices Lozannas universitātes slimnīcas radiācijas onkoloģijas laboratorijas vadītāja, kura nebija iesaistīta pētījumā. Tas nenozīmē, ka protonu izvietošana vēža šūnu apkarošanai noteikti ir labāka stratēģija nekā fotonu vai elektronu izmantošana, viņa piebilda. "Visām šīm dažādajām stratēģijām ir daži plusi un mīnusi."
Tomēr katra daļiņa var būt unikāli piemērota, lai mērķētu uz noteiktiem audzēju veidiem noteiktos ķermeņa punktos, kas nozīmē, ka protoni dažiem pacientiem var piedāvāt vislabāko ārstēšanas iespēju, sacīja Cengel.
Laiks ir galvenais
Nosaukums "zibspuldze" vienkārši attiecas uz īpaši ātro ātrumu, ar kādu tehnika izstaro mērķa audus. Zibspuldze uzpūš šūnas ar tādu pašu kopējo starojuma daudzumu kā pašreizējā terapija, bet tā vietā, lai ievadītu devu vairāku nedēļu laikā dažu minūšu ilgās sesijās, visa terapija ilgst tikai sekundes desmitdaļas, sacīja Vozenins.
"Ja mēs varam aiziet līdz sekundes simtdaļām, tas ir vēl labāk," viņa piebilda.
Ātrums padara visu atšķirīgu. Parastā staru terapijā pacients var iziet desmitiem ārstēšanas sesiju, kuru laikā veselie audi var tikt bojāti ilgi pirms audzēja šūnu bojāejas. Bet, ja ātrāk tiek piegādāta tāda pati starojuma deva kā zibspuldzei, veselie audi paliek neskarti. Tieši kāpēc tas notiek, paliek noslēpums.
"Tas ir miljonu dolāru jautājums ... mēs smagi strādājam, lai mēģinātu to saprast," sacīja Vozenins. Pētījumi liecina, ka īslaicīgs radiācijas pārrāvums var izraisīt skābekļa līmeņa pazemināšanos veselos audos, kas parasti satur daudz vairāk skābekļa nekā vēža šūnas. Audzēji pretojas tradicionālajai staru terapijai, daļēji pateicoties to skābekļa trūkumam, tāpēc zibspuldzes izraisītā īslaicīgā iedarbība varētu stiprināt veselās šūnas pret bojājumiem, kā arī samazināt kaitīgo brīvo radikāļu veidošanos, teikts 2019. gada ziņojumā žurnālā Clinical Oncology.
Bet šie pierādījumi neizskaidro, kāpēc vēža šūnas uz ārstēšanu reaģē savādāk nekā veselās šūnas; iespējams, ka būs vairāk mehānismu, sacīja Vozenins.
Neatkarīgi no tā, kāpēc tas darbojas, provizoriskos pētījumos šķietami daudzsološi šķiet starojuma starojumi, kaut arī šai tehnikai ir ierobežojumi. Fotonus var izmantot, lai mērķētu uz audzējiem visā ķermenī, bet mašīnas, kas izšauj daļiņas, vēl nevar izšaut pietiekami ātri, lai sasniegtu nepieciešamo devas lielumu. Elektroni ar augstu enerģijas daudzumu var iekļūt audos, lai sasniegtu dziļi iesakņojušos audzējus, bet tehnoloģiski tos ir grūti ģenerēt. Elektroni ar zemu enerģijas patēriņu piedāvā vēl vienu iespēju, taču tie var caurdurt tikai apmēram 5 collas (no 5 līdz 6 centimetriem) miesas, sacīja Cengels.
Kamēr elektroni ar zemu enerģijas patēriņu var rūpēties par virspusējiem audzējiem, Cengels un viņa kolēģi teorēja, ka protoni varētu būt labāk piemēroti vēža šūnām, kas atrodas dziļāk ķermenī. Lai pārbaudītu savu ideju, viņiem bija jāizveido darbam piemēroti rīki.
Liec uz pārbaudi
Eksperimentu veikšanai komanda izmantoja esošo protonu paātrinātāju, kas pazīstams kā ciklotrons, bet veica vairākas modifikācijas. Triks bija palielināt ātrumu, kādā protoni varēja tikt izlaisti no mašīnas, vienlaikus izstrādājot arī stratēģijas, lai uzraudzītu, kur un kādā daudzumā protoni nokrīt. Ja šī infrastruktūra ir izveidota, komanda varētu labāk kontrolēt protonu strāvu, kas plūst no ciklotrona, "tāda veida jaucējkrāns, kuru jūs varat ieslēgt ar pilnu sprādzienu vai pilēšanu", sacīja Cengels.
Pēc tam komanda mērķēja savu ciklotronu uz peles modeļiem. Izraisītie audzēji izauga dzīvnieku aizkuņģa dziedzerī un gar viņu augšējām zarnām, tāpēc pētnieki caur grauzēju vēdera dobumiem nosūtīja vienu starojuma impulsu. Zibspuldze ilga no 100 līdz 200 milisekundēm, un, saliekot līdzās viens otram daudz protonu staru, piemēram, nevārītus spageti ciešā mēģenē, komanda vienā šāvienā pārsteidza visu vēdera dobumu.
Kā gaidīts, ārstēšana traucēja audzēja augšanu un audu rētu veidošanos, kas parasti rodas vēža dēļ, vienlaikus atstājot nebojātus tuvumā esošos veselos audus. "Šis ir pirmais neapgāžams pierādījums par" zibspuldzes "efektu in vivo ar tievo zarnu kā mērķi, izmantojot fotonus vai nevis elektronus, izmantojot protonus," - Parīzes Institūta Curie pētījumu direktors Vincents Favaudons, kurš nebija iesaistīts pētījumu, pastāstīja Live Science e-pastā.
Lai arī tas bija veiksmīgs, pētījums tika veikts ar pelēm "un nelielos apjomos, kas pacientiem neattiecas", sacīja Vozenins. Citiem vārdiem sakot, protonu zibspuldzes paņēmiens pašreizējā formā vienā reizē var apstrādāt tikai nelielu audu laukumu. Metode būs ievērojami jāpalielina, pirms tā ir gatava izmēģināšanai ar lielākiem dzīvniekiem un galu galā arī cilvēkiem, viņa sacīja.
"Galvenais ierobežojums ir devas lielums," piebilda Favaudons. Pētījumi liecina, ka veseliem audiem var tikt nodarīts kaitējums, ja tie tiek pakļauti zibspuldzes starojumam vairāk nekā 100 milisekundēs, viņš sacīja. "Vienmēr ir labāk piegādāt devu ar vienas mikrosekundi impulsu. Tātad, izaicinājums ir palielināt devas ātrumu no diviem līdz pieciem vai pat vairāk."
Cengels un viņa kolēģi plāno turpināt optimizēt savus rīkus un paņēmienus, vienlaikus strādājot pie tā, lai noteiktu, kura devas likme sniedz vislielāko terapeitisko labumu. Tādā veidā komanda vadītu dažādu veidu klīnisko pētījumu, bet sākotnējie subjekti būtu dzīvnieki. Tikmēr Vozenina un viņas kolēģi drīz sāks pirmos klīniskos pētījumus ar cilvēkiem, lai pārbaudītu paši savus zibspuldzes paņēmienus. Izmantojot elektronus ar zemu enerģijas patēriņu, to mērķis ir ārstēt virspusējus audzējus, piemēram, tos, kas novēroti ādas vēža gadījumā.
"Ja mēs varam apstiprināt zibspuldzes koncepciju lielos apjomos un klīniskos pielietojumos, tad tas, iespējams, mainīs visu staru terapiju," sacīja Vozenins. Viņa sacīja, ka viņa sagaida, ka nākamo 10 gadu laikā kāda zibspuldzes starojuma versija varētu būt plaši pieejama vēža slimniekiem. Favaudons sacīja, ka ārstēšana, kuras mērķis ir virsmas audzēji, kā arī tie, kas pakļauti operācijai, varētu būt gatavi divu gadu laikā. Viņš sacīja, ka metodes, kurās izmanto augstas enerģijas elektronus un protonu starus, varētu būt gatavas piecu līdz 10 gadu laikā.
Pieņemot, ka zibspuldze kavē ceļu pie īstiem cilvēku pacientiem, šī tehnika varētu ļaut ārstiem mērķēt uz audzējiem, kas savulaik nepielūdza ārstēšanu ar radiāciju, sacīja Cengels.
"Mēs burtiski varētu ārstēt lietas, kuras nav iespējams ārstēt un izārstēt cilvēkus, kurus nav iespējams izārstēt," viņš teica. "Acīmredzot tam visam ir liels sāls grauds."
