كيف يمكن للعلاج الإشعاعي بالبروتون أن يقتل السرطان في أجزاء من الثانية
أظهر بحث جديد على الفئران "لأول مرة" أن العلماء يمكنهم استخدام البروتونات لإدارة العلاج الإشعاعي في غضون أجزاء من الثانية ، مما يؤدي إلى قتل الخلايا السرطانية مع حماية الأنسجة السليمة.
يتلقى أكثر من نصف المصابين بالسرطان العلاج الإشعاعي.
يدمر الإشعاع الحمض النووي للخلايا السرطانية ، إما أن يبطئ تقدمها أو يقتلها.
ومع ذلك ، هذه عملية بطيئة. لا يدمر الإشعاع الخلايا السرطانية على الفور - أحيانًا يستغرق الأمر أسابيع من العلاج لتدمير الحمض النووي للخلايا بما يكفي لقتلها.
من الأسباب الأخرى التي تجعل العلاج الإشعاعي يستغرق عدة أسابيع هو أنه من المرجح أن ينجح العلاج عندما تنمو الخلايا السرطانية وتنقسم إلى خلايا جديدة.
لذا ، فإن نشر العلاج على مدى فترة طويلة يزيد من فرص أن يستهدف الإشعاع الخلايا السرطانية عندما تكون في مرحلة النمو.
أخيرًا ، يساعد إعطاء الإشعاع بجرعات يومية صغيرة على حماية الخلايا السليمة من خلال منحها مزيدًا من الوقت لإصلاحها.
لكن بحثًا جديدًا يشير إلى أنه قد تكون هناك طريقة لإدارة الإشعاع بسرعة قياسية مع حماية الأنسجة السليمة أيضًا.
تسمى التقنية المبتكرة FLASH ، أو العلاج الإشعاعي بمعدل جرعة عالية جدًا ، ووفقًا لبحث سابق ، تستخدم الإلكترونات لتقليل تلف الأنسجة السليمة أثناء استهداف الأورام.
الأهم من ذلك ، يُزعم أن FLASH يحقق هذه التأثيرات في أقل من ثانية ، مما قد يقلل من مدة جلسات الإشعاع بشكل كبير.
تُظهر الدراسة الجديدة كيف أن استخدام إشعاع البروتون بدلاً من الإلكترونات أو الفوتونات ، إلى جانب التعديلات التقنية الأخرى ، يمكن أن يحول FLASH إلى أداة قوية يمكنها توصيل الإشعاع في أجزاء من الثانية.
الدكتور جيمس إم ميتز ، مدير مركز روبرتس للعلاج بالبروتون ورئيس قسم علاج الأورام بالإشعاع في جامعة بنسلفانيا في فيلادلفيا ، هو المؤلف الرئيسي المشارك والمؤلف المقابل للدراسة الجديدة ، والتي تظهر في المجلة الدولية لعلم الأورام الإشعاعي والبيولوجيا والفيزياء.
اختبار العلاج بالبروتون FLASH على السرطان
كما أوضح المؤلفون في ورقتهم البحثية ، فقد اقترحت الأبحاث السابقة أن علاج FLASH يقتل الخلايا السرطانية مع الحفاظ على الأنسجة الطبيعية في سرطان الدماغ والرئة والأمعاء والجلد.
ولكن هل هناك حد لمعدل جرعة العلاج بالفلاش؟ وهل يمكن للعلماء تقديم FLASH بسرعة أكبر مع الحفاظ على آثاره الوقائية وفعاليته المضادة للسرطان؟
يقول الباحثون إن الدراسات السابقة على الفئران أظهرت أن زيادة معدل الإشعاع للعلاج الإشعاعي الإلكتروني يمكن أن يحمي من التدهور المعرفي أثناء تشعيع الدماغ. وفي نماذج الفئران الأخرى - من التليف الرئوي ومتلازمة الإشعاع المعدي المعوي - تحمي زيادة إشعاع الإلكترون الأنسجة السليمة.
لذا افترض الباحثون وراء هذه الدراسة أن استخدام البروتونات بدلاً من الإلكترونات في علاج FLASH سيجعل من الممكن تقديم جرعة أعلى من الإشعاع مع الحفاظ على آثاره الوقائية.
علاوة على ذلك ، يعتبر العلاج بالبروتون بشكل عام أكثر أمانًا وفعالية من العلاج بالإلكترون.
إثبات جدوى فلاش بروتون
لاختبار فرضيتهم و "لفهم التأثيرات البيولوجية لحزم البروتونات [FLASH] ،" صمم الباحثون وبنوا جهازًا للعلاج الإشعاعي يمكنه إيصال FLASH أو معدلات جرعة الإشعاع القياسية "باستخدام البروتونات المبعثرة المزدوجة في [...] هندسة محددة بالتصوير المقطعي المحوسب . "
استخدم الباحثون "حزمة قلم رصاص واحدة" لإنشاء "نظام تشتيت مزدوج" ، وبالتالي تجاوز الصعوبة التي أوقفت فرق البحث السابقة من إنشاء جرعة الإشعاع اللازمة أو حجم الحقل.
بعد ذلك ، طبق الفريق الجهاز الجديد في نموذج فأر لسرطان البنكرياس ووجدوا أنه استهدف بنجاح أورام سرطان البنكرياس مع تقليل تلف الجهاز الهضمي.
"لقد تمكنا من تطوير أنظمة متخصصة في غرفة البحث لتوليد جرعات FLASH ، وإثبات أنه يمكننا التحكم في حزمة البروتون ، وإجراء عدد كبير من التجارب لمساعدتنا على فهم الآثار المترتبة على إشعاع FLASH الذي لم نتمكن ببساطة من الحصول عليه يشرح د. ميتز.
"هذه هي المرة الأولى التي ينشر فيها أي شخص نتائج تثبت جدوى استخدام البروتونات - بدلاً من الإلكترونات - لتوليد جرعات FLASH باستخدام مُسرع يُستخدم حاليًا في العلاجات السريرية."
الدكتور جيمس م. ميتز
بعد ذلك ، يخطط الباحثون لتصميم جهاز يقدم FLASH بهذه الطريقة للبشر.
