Τα αντιπρωτόνια υπερέχουν στη θεραπεία του καρκίνου

Πηγή: PhysicsWeb, 3 Νοεμβρίου 2006

Μια ακτίνα αντιπρωτονίων θα πρέπει να είναι τέσσερις φορές καλύτερη στην καταστροφή των όγκων από την σημερινή θεραπεία με ακτίνες πρωτονίων, ισχυρίζονται φυσικοί στο Κέντρο Πυρηνικών Μελετών και Ερευνών (CERN). Η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες τεχνικές θεραπείας του καρκίνου, που θα ελαχιστοποιούν την καταστροφή των  υγιών  ιστών που περιβάλλουν τους καρκινικούς όγκους.

Η θεραπεία με ακτίνες πρωτονίων είναι ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος για την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων στο σώμα, επειδή τα πρωτόνια αποδίδουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς τους σε ένα ακριβές βάθος μέσα στον ανθρώπινο ιστό. Αυτό το βάθος είναι μια συνάρτηση της ενέργειας των πρωτονίων, κι έτσι μπορούμε να ελαχιστοποιήσουμε την ενέργεια που απορροφάται από τον υγιή ιστό ο οποίος περιβάλλει έναν όγκο.

Τα αντιπρωτόνια αποδίδει με την ίδια ακρίβεια αλλά με ένα πρόσθετο όφελος -- όταν ένα αντιπρωτόνιο πλησιάζει στο τέλος του εύρους του, θα εξαϋλωθεί με ένα νετρόνιο ή ένα πρωτόνιο, αποδίδοντας έτσι πρόσθετη ενέργεια. Αναγκάζει έτσι τη δόση της ακτινοβολίας να παραδοθεί στην περιοχή του στόχου. Κάποια από τα σωματίδια που θα παραχθούν από αυτήν την ενεργειακή απελευθέρωση θα μπορούσαν να καταστρέψουν και τα παρακείμενα κύτταρα των όγκων.

Οι ερευνητές που εργάζονται στο τμήμα παραγωγής αντιπρωτονίων του CERN (ACE), έχουν επιβεβαιώσει αυτήν την υπόθεση, ακτινοβολώντας κύτταρα από χάμστερ - που βρίσκονται σε ζελατίνη - με ακτίνες πρωτονίων ή αντιπρωτονίων. Οι ερευνητές έπειτα μέτρησαν το λόγο των επιζόντων κυττάρων μετά από την ακτινοβολία ως συνάρτηση του βάθους.

Υπολογισμοί για τη διεισδυτικότητα των αντιπρωτονίων στο ανθρώπινο σώμα. Τοπική παραγωγή θανατηφόρας ακτινοβολίας εντός του όγκου και απελευθέρωση σωματιδίων υψηλής ενέργειας, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο με PET.

Η ομάδα αργότερα σύγκρινε τα ζωντανά κύτταρα μέσα στην περιοχή του στόχου (τον όγκο), με τα ζωντανά κύτταρα στην περιοχή μπροστά από την περιοχή του στόχου (δηλαδή τον υγιή ιστό). Κατέληξαν δε στο συμπέρασμα ότι η εξαϋλωση των αντιπρωτονίων σκοτώνει σχεδόν τέσσερις φορές περισσότερα κύτταρα καρκινικών κυττάρων (του στόχου) από τη θεραπεία με πρωτόνια, επιβάλλοντας όμως την ίδια καταστροφή στον υγιή ιστό.

"Έχουμε κάνει το πρώτο βήμα προς μια νέα θεραπεία για τον καρκίνο", λέει ο Michael Doser, ένας φυσικός στο CERN. "Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα αντιπρωτόνια έχουν τετραπλάσια αποτελεσματικότητα από τα πρωτόνια στο θάνατο των ζωντανών κυττάρων. Αν και πρέπει ακόμα να συγκριθεί με άλλες υπάρχουσες μεθόδους, είναι μια σημαντική ανακάλυψη σε αυτόν τον τομέα της έρευνας. "

Ο εκπρόσωπος του ACE Michael Holzscheiter της αμερικανικής επιχείρησης LLC Pbar εξήγησε ότι για να επιτύχει κάποιος το ίδιο επίπεδο καταστροφής στα κύτταρα της περιοχής του καρκίνου, θα χρειάζεται υποτετραπλάσια αντιπρωτόνια από όσο πρωτόνια. Αυτό μειώνει σημαντικά την καταστροφή στα υγιή κύτταρα κατά μήκος του καναλιού εισόδου της ακτίνας αντιπρωτονίων έναντι των πρωτονίων.

Κι ενώ βέβαια τα αρχικά αποτελέσματα είναι ευνοϊκά, οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι οι κλινικές εφαρμογές απέχουν ακόμα μια δεκαετία ή και πιο μακριά. Για την αρχή τα αντιπρωτόνια μπορούν να παραχθούν χρησιμοποιώντας μόνο τους υψηλής ενέργειας επιταχυντές σωματιδίων. Και αυτήν την περίοδο, μόνο στο CERN υπάρχει η δυνατότητα σε όλο τον κόσμο να παραχθούν ακτίνες αντιπρωτονίων υψηλής ποιότητας, με αρκετά χαμηλή ενέργεια για αυτόν τον τύπο της εφαρμογής.