Van olyan 1 másodperces kezelés, ami helyettesítheti a sugárterápiát

A svájci Genf külvárosában található hatalmas földalatti barlangrendszerben olyan kísérletek zajlanak, amelyek egy napon a sugárterápiás gépek új generációjának bevezetéséhez vezethetnek. Hatalmas hír, hogy ezek az eszközök lehetővé teszik az agydaganatok gyógyítását, az áttétet képező rákos megbetegedések megszüntetését, és általában korlátozzák a rákkezelés emberi szervezetre gyakorolt brutális hatását.

E kísérletek otthona a BBC beszámolója szerint az Európai Részecskefizikai Laboratórium (Cern), amely kifejlesztette a magyarul Nagy Hadronütköztetőként ismert, 27 kilométer hosszú, szupravezető mágnesekből álló gyűrűt, amely közel a fénysebességhez képes felgyorsítani a részecskéket.

A Cernt világhírűvé tette a Higgs-bozon, az úgynevezett „isteni részecske” 2012-es felfedezése. Az elmúlt években azonban a központ egyedülálló szakértelme a nagy energiájú részecskék felgyorsításában új célra is irányult, a rák sugárterápia világára.

Még tizenegy évvel ezelőtt Marie-Catherine Vozenin sugárbiológus és mások publikáltak egy cikket, amelyben felvázolták

Kimutatták, hogy ultra-nagy dózisteljesítményű, egy másodpercnél rövidebb expozíciós sugárzással lehetséges a rágcsálók daganatainak elpusztítása az egészséges szövetek kímélése mellett.

A publikáció rendkívül nagy hatást gyakorolt a tudományra. Nemzetközi szakértők alapvető áttörésnek minősítették, és arra sarkallta a sugárbiológusokat szerte a világon, hogy Flash-megközelítést alkalmazva végezzék el kísérleteiket rágcsálók, házi kedvencek – és ma már emberek daganatainak kezelésére.

A rákos betegek kétharmada sugárterápiában részesül. Ez röntgensugarak vagy más részecskék sugárnyalábjának beadását jelenti, 2-5 percen keresztül, a teljes dózist általában több tucat egyéni kezelési alkalomra elosztva legfeljebb nyolc hétre, hogy a beteg számára jobban tolerálható legyen.

Az elmúlt három évtizedben a fejlett képalkotó szkennelések és a legmodernebb sugárterápiás gépek lehetővé tették az egyes daganatok egyre nagyobb pontosságú célba vételét. Sajnos azonban a káros vagy halálos mellékhatások kockázata továbbra is magas.

Vozenin a gyermekkori agydaganatok példáját hozza fel, amelyek sugárterápiával gyakran gyógyíthatók – komoly mellékhatásokkal. „A túlélőket nem egyszer egész életen át tartó szorongás és depresszió jellemzi, a sugárzás hatása befolyásolja az agy fejlődését, jelentős IQ-csökkenést okozva.”

Billy Loo, az onkológia professzora elmagyarázza, hogy a daganatok, különösen a nagyobb térfogatúak, ritkán különülnek el jól a környező szövetektől. Ez azt jelenti, hogy gyakran szinte lehetetlen elkerülni az egészséges sejtek károsodását, ezért az onkológusok gyakran nem tudnak olyan nagy adagot használni, mint amennyit szeretnének, mondja.

Vozenin szerint a rákkutatók régóta úgy gondolják, hogy a sugárdózis növelése nagymértékben javítaná a nehezen kezelhető rákos megbetegedésekben szenvedő betegek gyógyítását. A kutatások például már korábban kimutatták, hogy az agyi áttéteket mutató tüdőrákos betegek sugárdózisának növelése javíthatja a túlélést.

Az elmúlt években állatkísérletek ismételten kimutatták, hogy a Flash protonterápia lehetővé teszi a szervezetbe juttatott sugárzás jelentős növelését, miközben minimálisra csökkenti a környező egészséges szövetekre gyakorolt hatást. Az egyik kísérletben egészséges laboratóriumi egereken, amelyek Flashen keresztül két körben sugározták be, nem alakultak ki azok a tipikus mellékhatások, amelyek a második körben várhatók. Egy másik vizsgálatban a fej-nyakrák miatt Flashel kezelt állatoknál kevesebb mellékhatást, például csökkent nyáltermelést vagy nyelési nehézséget tapasztaltak.

Loo óvatosan optimista, hogy a jövőben az ilyen előnyök emberi betegek számára is megjelenhetnek. „A flash kevesebb szövetsérülést okoz, mint a hagyományos besugárzás, anélkül, hogy csökkentené a daganatellenes hatékonyságot", mondja. További remény, hogy csökkentheti a másodlagos rákos megbetegedések kockázatát, amelyek a későbbiekben a sugárzás által kiváltott károsodásokból következnek.

Napjainkban egyre több emberkísérletre kerül sor szerte a világon. Az amerikai Ohio állambeli Cincinnati Children's Hospital korai stádiumú vizsgálatot tervez áttétes rákos, a mellkasi csontokra is átterjedt daganatos gyermekeken. Eközben a svájci Lausanne Egyetemi Kórház onkológusai 2. fázisú vizsgálatot folytatnak bőrrákos betegeken.

A részecskék választéka

A szénionoktól a protonokig és az elektronokig számos módja van a sugárterápia megvalósításának, mindegyik más-más alkalmazási területtel és kihívással. A sugárterápia egyik legpontosabb formája a hadronterápia, amelyet szénionokkal szállítanak. De az egész világon mindössze 14 olyan létesítmény létezik, amely képes ezt biztosítani, és mindegyik 150 millió dollárba kerül. Jelenleg ezt a terápiát hagyományos adagolási rendszerrel végzik, több percen keresztül történő sugárzással. A Flash-protokollal azonban az ionok kevesebb mint egy másodperc alatt leadhatók.

„A nagy energiájú elektronok felhasználhatók a bőrfelszin daganatainak kezelésére”, mondja André-Dante Durham Faivre, onkológus. „A fotonok mélyebb daganatok kezelésére használhatók, míg a szénionokat és a héliumrészecskéket nagyon speciális esetekre spóroljuk meg, mivel erre csak nagyon-nagyon nagy klinikai központok képesek. A szénionos sugárkezeléshez szükséges részecskegyorsító épület méretű.

Ez a nehézség a Flash-terápiákkal. Mivel a szubatomi részecskék létrehozásához rendkívül összetett részecskegyorsítókra van szükség, a költséges kezelés jelenleg csak a szakközpontokban található hatalmas berendezésekkel lehetséges. Bár a kutatók azt remélik, hogy a Flash végül mindenki számára elérhető lesz, jelenleg az olyan kezelések, mint a protonterápia, csak a betegek kis részének érhetők el.

Eddig a protonok voltak a választott részecskék az emberi Flash-kísérletek során, leginkább mert akár 30 cm-re is behatolnak a szervezetbe.

2020-ban a Cincinnati Egyetem Orvosi Központja elindította a Flash protonterápia első klinikai vizsgálatát olyan betegeken, akiknek elsődleges rákja áttétet kapott a csontokba, és a korai eredmények arra utalnak, hogy a kezelés ugyanolyan hatékony, mint a hagyományos sugárterápia. A Pennsylvaniai Egyetem Perelman Orvostudományi Karának onkológusai azt remélik, hogy még ebben az évben elindítják saját vizsgálatukat fej-nyaki rákos betegeken.

„Ezek olyan betegek, akiknek kevés más lehetőségük van, mivel daganatukat lehetetlen műtéti úton eltávolítani”, mondja Alexander Lin, a Pennsylvaniai Egyetem sugáronkológiai professzora. „A szokásos sugárterápia potenciálisan veszélyes mellékhatásokhoz vezethet, mint például állkapocstöréseket, szájsebeket, sőt, akár halálos kimenetelű károsodásokat is okozhat a nyaki artériában. Úgy gondoljuk, a Flash kevésbé lesz káros.”

A sugárterápiás szakadék

A tavaly szeptemberi UICC World Cancer Congressen – amely konferencián a világ minden tájáról érkeznek rákszakértők – Katy Graef, a non-profit Bio Ventures for Global Health alelnöke kiemelte a globális egészségügy egyik fő kihívását, amelyet néha úgy emlegetnek, hogy „sugárterápiás szakadék”.

Graef leírta, hogy a szubszaharai Afrikában mindössze 195 sugárterápiás gép van, szemben az Egyesült Államokban és Kanadában található 4172-vel. Mivel a rákos megbetegedések éves előfordulása és halálozása várhatóan megduplázódik 2040-re az afrikai kontinensen, az előrejelzések szerint a régiónak több mint 5000 további gépre lesz szüksége a következő két évtizedben, amit sok ország nemigen engedhet meg magának.

A nemzeti rákellenőrzési tervek felülvizsgálata világszerte rávilágított arra, hogy a sugárterápiás szakadék

„Az alacsony jövedelmű országokban a rákos betegeknek csak körülbelül 10%-a fér hozzá sugárterápiához, szemben a magas jövedelmű országok 90%-ával”, mondja Lisa Stevens, a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség rákterápiás programjának igazgatója. „A sugárterápia integrálása a rákkezelési stratégiákba kulcsfontosságú.”

A Flash gépek megkönnyíthetik az alacsony és közepes jövedelmű országokban élő rákos betegek számára, hogy megkapják a szükséges kezelést. Ahelyett, hogy több napon és héten keresztül ismételten nagy távolságokat kellene megtenniük a sugárterápiákért, a Flash lehetővé teheti számukra, hogy mindezt egyetlen kezelés vagy néhány alkalom során megkapják. Mivel minden kezelés kevesebb, mint egy másodpercet vesz igénybe, ami lehetővé tenné az orvosok számára, hogy egy nap alatt sokkal több beteget kezeljenek.