प्रोटॉन रेडियोथेरेपी कैसे मिलीसेकेंड में कैंसर को मार सकती है

चूहों में नया शोध "पहली बार" से पता चलता है कि वैज्ञानिक मिलिसकंड के मामले में विकिरण चिकित्सा का संचालन करने के लिए प्रोटॉन का उपयोग कर सकते हैं, स्वस्थ ऊतकों की रक्षा करते हुए कैंसर कोशिकाओं को मार सकते हैं।

रेडियोथेरेपी के एक प्रोटॉन-आधारित फ्लैश सत्र से मिलीसेकंड में कैंसर का शिकार हो सकता है।

एक कैंसर निदान वाले आधे से अधिक लोग विकिरण चिकित्सा प्राप्त करते हैं।

विकिरण कैंसर कोशिकाओं के डीएनए को नुकसान पहुंचाता है, या तो उनकी प्रगति को धीमा कर रहा है या उन्हें मार रहा है।

हालाँकि, यह एक धीमी प्रक्रिया है; विकिरण कैंसर कोशिकाओं को तुरंत नष्ट नहीं करता है - कभी-कभी कोशिकाओं के डीएनए को नुकसान पहुंचाने के लिए उन्हें मारने के लिए कई सप्ताह के उपचार का समय लगता है।

एक और कारण है कि विकिरण उपचार में कई सप्ताह लग सकते हैं, यह है कि चिकित्सा सफल होने की सबसे अधिक संभावना है जब कैंसर कोशिकाएं बढ़ रही हैं और नई कोशिकाओं में विभाजित हो रही हैं।

इसलिए, उपचार को लंबी अवधि में फैलाने से यह संभावना बढ़ जाती है कि विकिरण कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करेगा जब वे बढ़ते चरण में होंगे।

अंत में, छोटे, दैनिक खुराक में विकिरण का प्रशासन स्वस्थ कोशिकाओं को मरम्मत के लिए और अधिक समय देकर उनकी रक्षा करने में मदद करता है।

लेकिन नए शोध बताते हैं कि स्वस्थ ऊतकों की रक्षा करते हुए रिकॉर्ड गति से विकिरण को प्रशासित करने का एक तरीका हो सकता है।

नवीन तकनीक को FLASH या अल्ट्रा-हाई डोज़ रेट रेडियोथेरेपी कहा जाता है, और पिछले शोध के अनुसार, यह ट्यूमर को लक्षित करते हुए स्वस्थ ऊतक क्षति को कम करने के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है।

महत्वपूर्ण रूप से, FLASH एक सेकंड से भी कम समय में कथित तौर पर इन प्रभावों को प्राप्त करता है, जो कि विकिरण सत्रों की अवधि में तेजी से कटौती कर सकता है।

नए अध्ययन से पता चलता है कि इलेक्ट्रॉनों या फोटॉनों के बजाय प्रोटॉन विकिरण का उपयोग कैसे किया जाता है, अन्य तकनीकी समायोजन के साथ, फ्लैश को एक शक्तिशाली उपकरण में बदल सकता है जो मिलीसेकंड में विकिरण वितरित कर सकता है।

फिलाडेल्फिया में पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में रॉबर्ट्स प्रोटॉन थेरेपी सेंटर के निदेशक और विकिरण ऑन्कोलॉजी के अध्यक्ष डॉ जेम्स एम। मेट्ज़, नए अध्ययन के सह-वरिष्ठ और संगत लेखक हैं, जो इसमें दिखाई देता है इंटरनेशनल जर्नल ऑफ रेडिएशन ऑन्कोलॉजी, बायोलॉजी और फिजिक्स.

कैंसर पर प्रोटॉन फ्लेश थेरेपी का परीक्षण

जैसा कि लेखकों ने अपने पेपर में बताया है, पिछले शोध ने सुझाव दिया है कि मस्तिष्क, फेफड़े, आंत्र और त्वचा के कैंसर में सामान्य ऊतक को संरक्षित करते हुए फ्लेश थेरेपी कैंसर कोशिकाओं को मार देती है।

लेकिन क्या फ्लेश थेरेपी के लिए एक खुराक दर सीमा है? और वैज्ञानिक इसके सुरक्षात्मक प्रभावों और एंटीकैंसर प्रभावकारिता को संरक्षित करते हुए FLASH को अधिक तेज़ी से वितरित कर सकते हैं?

चूहों में पिछले अध्ययन, शोधकर्ताओं का कहना है, दिखाया है कि इलेक्ट्रॉन रेडियोथेरेपी की विकिरण दर में वृद्धि मस्तिष्क विकिरण के दौरान संज्ञानात्मक गिरावट से बचा सकती है। और अन्य माउस मॉडल में - फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल विकिरण सिंड्रोम - बढ़ते इलेक्ट्रॉन विकिरण ने स्वस्थ ऊतकों की रक्षा की।

इसलिए वर्तमान अध्ययन के पीछे शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि फ्लेश थेरेपी में इलेक्ट्रॉनों के बजाय प्रोटॉन का उपयोग करने से इसके सुरक्षात्मक प्रभावों को ध्यान में रखते हुए विकिरण की उच्च खुराक वितरित करना संभव होगा।

इसके अलावा, प्रोटॉन थेरेपी को आमतौर पर इलेक्ट्रॉन थेरेपी की तुलना में अधिक सुरक्षित और प्रभावी माना जाता है।

प्रोटॉन फ्लेश की व्यवहार्यता साबित करना

अपनी परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए और "[फ्लेश] प्रोटॉन बीम के जैविक प्रभावों को समझने के लिए," शोधकर्ताओं ने एक रेडियोथेरेपी उपकरण बनाया और बनाया जो एक […] सीटी-परिभाषित ज्यामिति में डबल बिखरे हुए प्रोटॉन का उपयोग करके फ्लैश या मानक विकिरण खुराक दरों को वितरित कर सकता है। "

शोधकर्ताओं ने "डबल पेंसिल सिस्टम" बनाने के लिए "सिंगल पेंसिल बीम" का उपयोग किया, इस प्रकार एक कठिनाई को दरकिनार कर दिया, जिसने पिछली शोध टीमों को आवश्यक विकिरण खुराक या क्षेत्र आकार बनाने से रोक दिया था।

फिर, टीम ने अग्नाशय के कैंसर के माउस मॉडल में नए उपकरण को लागू किया और पाया कि जठरांत्र संबंधी क्षति को कम करते हुए यह सफलतापूर्वक अग्नाशय के कैंसर फ्लैंक ट्यूमर को लक्षित करता है।

“हम FLASH खुराक उत्पन्न करने के लिए अनुसंधान कक्ष में विशेष प्रणाली विकसित करने में सक्षम हैं, यह प्रदर्शित करते हैं कि हम प्रोटॉन बीम को नियंत्रित कर सकते हैं, और बड़ी संख्या में प्रयोग करके हमें FLASH विकिरण के निहितार्थ को समझने में मदद कर सकते हैं जो कि हम आसानी से नहीं कर सकते थे। एक अधिक पारंपरिक अनुसंधान सेटअप के साथ किया गया, ”डॉ मेट्ज़ बताते हैं।

"यह पहली बार है जब किसी ने निष्कर्ष प्रकाशित किया है जो प्रोटॉन का उपयोग करने की व्यवहार्यता प्रदर्शित करता है - इलेक्ट्रॉनों के बजाय - वर्तमान में नैदानिक ​​उपचार के लिए उपयोग किए गए त्वरक के साथ फ्लेश खुराक उत्पन्न करने के लिए।"

डॉ। जेम्स एम। मेट्ज़

इसके बाद, शोधकर्ताओं ने एक ऐसा उपकरण डिजाइन करने की योजना बनाई है जो मनुष्यों को इस तरह से FLASH वितरित करेगा।