يمكن لحزم البروتون الصغيرة تحسين علاج النقائل السرطانية

يمكن أن يؤدي علاج مرضى السرطان بأشعة إشعاع معدلة مكانيًا إلى تدمير الأورام مع تقليل الأضرار التي تلحق بالأعضاء المجاورة والأنسجة السليمة. هذه هي الفكرة وراء العلاج الإشعاعي بالبروتون المصغر (pMBRT) ، وهي تقنية علاجية ناشئة تستخدم مجموعة من الحزم الإشعاعية ذات الأحجام الصغيرة لتوصيل جرعة علاجية.

تتألف الحزم الصغيرة من قمم متناوبة بجرعات عالية ووديان منخفضة الجرعات ، وهو نمط أقل ضرراً على الأنسجة السليمة في الأعماق الضحلة. في أعماق أكبر ، تتسع هذه الحزم تدريجياً لإنشاء توزيع متجانس للجرعة داخل الحجم المستهدف. أظهرت الدراسات التي أجريت على الحيوانات الصغيرة أن pMBRT يمكن أن يحدث بشكل كبير تقليل سمية الأنسجة الطبيعية، مع مكافئ أو متفوق للتحكم في الورمبالمقارنة مع العلاج بالبروتون التقليدي.

"لقد أظهر العلاج الإشعاعي بالبروتون المصغر بالفعل مكاسب ملحوظة في المؤشر العلاجي في الدراسات قبل السريرية" ، كما يقول رامون أورتيز تبدأ من معهد كوري. "هذه النتائج الواعدة تشجع على ترجمة هذه التقنية إلى المجال السريري." بهذا الهدف ، قام أورتيز (الآن في جامعة سان فرانسيسكو) وزملاؤه في معهد كوري بتقييم فوائد pMBRT في علاج النقائل السرطانية ، وأفادوا بالنتائج التي توصلوا إليها في الفيزياء الطبية.

محاكاة سيناريوهات pMBRT

يمثل المرض المنتشر ما يصل إلى 90٪ من الوفيات المرتبطة بالسرطان. عادة ما يتم علاج النقائل باستخدام تقنيات العلاج الإشعاعي التجسيمي (SRT) ، ولكن الجرعة المطلوبة للتحكم الموضعي غالبًا ما تكون محدودة بخطر السمية على الأنسجة الطبيعية القريبة. بالنسبة لنقائل الدماغ ، على سبيل المثال ، تم الإبلاغ عن نخر الدماغ الناجم عن الإشعاع في نصف المرضى الذين عولجوا باستخدام SRT.

لتحديد ما إذا كان بإمكان pMBRT تقليل مثل هذه المضاعفات ، استخدم الفريق محاكاة مونت كارلو لحساب توزيع الجرعات لأربعة مرضى سبق لهم تلقي العلاج الإشعاعي البسيط في معهد كوري. تم علاج المرضى من الآفات المنتشرة في الفص الصدغي والفص الجبهي والكبد والرئة.

قام الباحثون بمحاكاة خطط pMBRT أحادية الكسر ، باستخدام واحد أو اثنين من مجالات العلاج لتقديم نفس الجرعة البيولوجية المكافئة (BED) إلى هدف الورم كما هو موصوف لـ SRT. قاموا بنمذجة ميزاء صغير من النحاس يحتوي على 400 ميكرومتر × 5.6 سم في فواصل مختلفة من المركز إلى المركز ، لإنشاء عوارض صغيرة ضيقة ومتباعدة على نطاق أوسع. ثم قاموا بحساب توزيعات الجرعات لحالات المرضى الأربعة ، من أجل pMBRT و SRT والعلاج بالبروتون التقليدي.

في خطط pMBRT ذات المسافات الضيقة ، والتي تنشئ توزيعًا موحدًا للجرعة في الحجم المستهدف ، كانت تغطية الورم مماثلة أو أفضل قليلاً مما كانت عليه في خطط SRT. الخطط التي تستخدم حزم pMBRT واسعة التباعد ، والتي تقدم توزيعًا شبه منتظم للجرعة إلى الهدف ، كان لها تغطية أقل للورم.

الأهم من ذلك ، أن pMBRT قلل بشكل كبير من الجرعة إلى الهياكل الحرجة مقارنة مع SRT. في حالة الدماغ الأولى ، قلل pMBRT متوسط ​​اضطراب الأكل القهري للأعضاء المعرضة للخطر (OARs) بنسبة تتراوح بين 44٪ (العصب الصوتي الأيمن) و 100٪ (العصب الصوتي الأيسر). في علاج الدماغ الثاني ، نجا pMBRT تمامًا من المجاذيف ، بما في ذلك السبيل البصري وجذع الدماغ والتصالب.

في حالة الكبد ، انخفض متوسط ​​اضطراب الأكل القهري للكبد والأضلاع بنسبة 25٪ و 75٪ على التوالي ، مع تجنب تشعيع الوريد الأجوف العلوي. وبالنسبة لحالة الرئة ، تم تقليل جرعة المجاذيف بنسبة تتراوح بين 11٪ (الضلوع) و 100٪ (الشريان الرئوي والشعب الهوائية). كان متوسط ​​BED إلى OARs متشابهًا في الغالب بين pMBRT والعلاج بالبروتون التقليدي.

حقق الباحثون أيضًا في الآثار الضارة المحتملة لـ pMBRT على الأنسجة الطبيعية. بالنسبة لحالتين من نقائل الدماغ ، على سبيل المثال ، قاموا بحساب الجرعة التي يتم توصيلها إلى أنسجة المخ السليمة. لقد أخذوا في الاعتبار حدود الجرعة للإشعاع المجزأ القياسي ، حيث جرعة إجمالية طبيعية عند 2 كسور جي (NTD)_2.0) من 72 جراي يؤدي إلى احتمال 5٪ للنخر الراديوي في غضون خمس سنوات.

لجميع خطط pMBRT ، الحد الأقصى ل NTD الوادي_2.0 إلى الدماغ السليم (61 Gy (RBE) لحالة الفص الصدغي و 47 Gy (RBE) لحالة الفص الجبهي) بقيت أقل من عتبة تحمل الجرعة هذه ، على عكس العلاج بالبروتون التقليدي. بالنسبة للمرضى الذين يعانون من نقائل الرئة والكبد ، كانت الجرعات المتوسطة إلى أنسجة الرئة والكبد في خطط pMBRT أقل بكثير من متوسط ​​الجرعات المسموح بها.

الفوائد السريرية

تم تسليم علاجات pMBRT التي تم النظر فيها في هذه الدراسة باستخدام مصفوفة واحدة أو اثنتين من مصفوفات الحزم الصغيرة. يتطلب استخدام حقول أقل من علاجات SRT (ثلاثة أو أربعة أقواس) تغيير موضع أقل للمريض ، وتقليل وقت العلاج ، بالإضافة إلى تقليل حجم الأنسجة الطبيعية المعرضة لجرعات منخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تقديم pMBRT في جزء معالجة واحد يقلل بشكل كبير من إجمالي وقت العلاج مقارنةً بخطط SRT ، التي تستخدم ثلاثة إلى خمسة كسور.

العلاج الإشعاعي Minibeam: من الفوتونات إلى الجسيمات المشحونة

يشير الباحثون إلى أن خطط pMBRT التي تم تقييمها في هذا العمل يمكن تسليمها سريريًا باستخدام الإعداد الذي تم تنفيذه بالفعل في مركز Orsay للعلاج بالبروتون للتجارب قبل السريرية ، مع التحكم في حركة الهدف والأعضاء أثناء العلاج كما في العلاج SRT والعلاج بالبروتون.

يقول أورتيز عالم الفيزياء أن معهد كوري يناقش الآن إمكانية إجراء تجارب سريرية للمرحلة الأولى / الثانية. ويوضح قائلاً: "هذه من شأنها تقييم معدلات السمية العصبية ومعدلات التحكم في الورم في علاج الورم الأرومي الدبقي المتكرر متعدد الأشكال باستخدام الحزم الصغيرة للبروتون". "تهدف هذه الدراسة إلى المساهمة في إعداد تلك التحقيقات السريرية."

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/proton-minibeams-could-improve-treatment-of-cancer-metastases/