陽子線治療がミリ秒単位で癌を殺す方法
マウスの新しい研究は、科学者が陽子を使用して数ミリ秒で放射線療法を実施し、健康な組織を保護しながら癌細胞を殺すことができることを「初めて」示しています。
がんと診断された人の半数以上が放射線療法を受けています。
放射線は癌細胞のDNAに損傷を与え、癌細胞の進行を遅らせるか、殺します。
ただし、これは遅いプロセスです。放射線は癌細胞をすぐに破壊するわけではありません—細胞を殺すのに十分な細胞のDNAを損傷するのに数週間の治療が必要な場合があります。
放射線治療に数週間かかる可能性があるもう1つの理由は、がん細胞が成長して新しい細胞に分裂しているときに治療が成功する可能性が最も高いためです。
したがって、治療を長期間にわたって広めると、癌細胞が成長期にあるときに放射線が癌細胞を標的にする可能性が高くなります。
最後に、少量の毎日の線量で放射線を投与することは、それらを修復するためのより多くの時間を与えることによって健康な細胞を保護するのに役立ちます。
しかし、新しい研究は、健康な組織を保護しながら、記録的な速度で放射線を投与する方法があるかもしれないことを示唆しています。
革新的な技術はFLASH、または超高線量率放射線療法と呼ばれ、以前の研究によれば、腫瘍を標的にしながら健康な組織の損傷を最小限に抑えるために電子を使用します。
重要なことに、FLASHはこれらの効果を1秒未満で達成し、放射線セッションの期間を指数関数的に短縮する可能性があると言われています。
新しい研究は、電子や光子の代わりに陽子線を使用することで、他の技術的な調整とともに、FLASHをミリ秒単位で放射線を照射できる強力なツールに変えることができることを示しています。
フィラデルフィアにあるペンシルベニア大学のロバーツプロトンセラピーセンターの所長であり、放射線腫瘍学の議長であるジェームズM.メッツ博士は、新しい研究の共同主任であり、対応する著者であり、 International Journal of Radiation Oncology、Biology、andPhysics。.
癌に対する陽子フラッシュ療法のテスト
著者が論文で説明しているように、以前の研究では、FLASH療法は、脳、肺、腸、および皮膚の癌の正常組織を維持しながら、癌細胞を殺すことが示唆されています。
しかし、FLASH療法には線量率の閾値はありますか？そして、科学者は、その保護効果と抗癌効果を維持しながら、はるかに迅速にフラッシュを提供できるでしょうか？
研究者によると、マウスでの以前の研究では、電子放射線療法の放射線量を増やすことで、脳への照射中の認知機能の低下を防ぐことができることが示されています。そして、肺線維症と胃腸放射線症候群の他のマウスモデルでは、電子放射線の増加が健康な組織を保護しました。
したがって、本研究の背後にある研究者は、FLASH療法で電子の代わりに陽子を使用すると、その保護効果を維持しながら、より高線量の放射線を照射することが可能になると仮定しました。
さらに、陽子線治療は一般的に電子治療よりも安全で効果的であると考えられています。
プロトンフラッシュの実現可能性を証明する
彼らの仮説を検証し、「[FLASH]陽子線の生物学的効果を理解する」ために、研究者たちは、「[…] CTで定義された形状で二重散乱陽子を使用してFLASHまたは標準放射線量率を提供できる放射線治療装置を設計および構築しました。 。」
研究者たちは「シングルペンシルビーム」を使用して「二重散乱システム」を作成し、以前の研究チームが必要な放射線量やフィールドサイズを作成するのを妨げていた困難を回避しました。
次に、チームは新しい装置を膵臓癌のマウスモデルに適用し、胃腸の損傷を軽減しながら膵臓癌の脇腹腫瘍を標的にすることに成功したことを発見しました。
「私たちは研究室でFLASH線量を生成するための特殊なシステムを開発し、陽子線を制御できることを実証し、私たちが単純に持つことができなかったFLASH放射線の影響を理解するのに役立つ多数の実験を行うことができました。より伝統的な研究体制で行われています」とメッツ博士は説明します。
「これは、現在臨床治療に使用されている加速器でFLASH線量を生成するために、電子ではなく陽子を使用する可能性を実証する調査結果を発表したのは初めてです。」
ジェームズ・M・メッツ博士
次に、研究者たちは、この方法で人間にフラッシュを届ける装置を設計することを計画しています。
