Элементарные частицы ЦЕРНа ускорят борьбу с раком

Учёные ЦЕРНа работают над технологией лечения труднодоступных опухолей // CERN

Исследователи из ЦЕРНа, одной из самых престижных лабораторий мира, расщепляют элементарные частицы в попытке разгадать тайны Вселенной. Но их ноу-хау также помогает расширить границы лечения некоторых ранее смертельных видов рака.

Гигантские ускорители частиц в ЦЕРНе используются для поиска путей расширения возможностей лучевой терапии в борьбе с раком и труднодоступными опухолями.

Линейный ускоритель частиц представляет собой 40-метровую металлическую балку с трубками, обёрнутыми алюминиевой фольгой с одного конца, и огромным количеством измерительных приборов и кучей кабелей всех цветов.

Роберто Корсини, координатор лаборатории CLEAR в самом центре ЦЕРНа, сказал, что исследования здесь направлены на создание высокоэнергетических электронных пучков, которые в конечном итоге могут помочь более эффективно бороться с раковыми клетками. Целью является разработка «технологии ускорения электронов до энергий, необходимых для лечения глубоко расположенных опухолей, что составляет более 100 млн электрон-вольт» (МэВ). Идея состоит в том, чтобы использовать эти электроны очень высокой энергии в сочетании с многообещающим новым методом лечения под названием FLASH.

Новая компактная невращающаяся конструкция портала позволяет проводить лечение опухолей под разными углами с помощью сверхпроводящих тороидальных магнитов (Изображение: Daniel Dominguez/CERN)

Этот метод предполагает доставку дозы радиации за несколько сотен миллисекунд, а не минут, как это происходит в настоящее время. Было доказано, что это оказывает такое же разрушительное воздействие на опухоль-мишень, но наносит гораздо меньший ущерб окружающим здоровым тканям. Эффект от короткого, но интенсивного лечения FLASH заключается в «снижении токсичности для здоровых тканей при надлежащем повреждении раковых клеток».

Впервые это лечение было испытано на пациентах в 2018 году на основе доступных в то время медицинских линейных ускорителей – лайнаков, которые обеспечивают низкоэнергетические пучки электронов с энергией около 6-10 МэВ.

Однако при таких низких энергиях лучи не могут проникать глубоко, что означает, что высокоэффективное лечение до сих пор применялось только для поверхностных опухолей, таких как рак кожи. В данный момент физики ЦЕРН совместно с Университетской больницей Лозанны (CHUV) работают над созданием установки, способной доставлять пучок электронов с энергией 100-200 МэВ, что позволит уничтожать опухоли, до которых гораздо труднее добраться. «Именно раковые заболевания, которые на данный момент не поддаются лечению, станут мишенями», – заявляет профессор Жан Бурхис, заведующий отделением радиологии в CHUV. Исследователи надеются, что метод FLASH с его гораздо менее вредным воздействием на окружающие ткани позволит атаковать опухоли, расположенные в мозге или вблизи других жизненно важных органов.

Ещё одна из задач в настоящее время состоит в том, чтобы сделать мощный ускоритель достаточно компактным, чтобы он мог поместиться внутри больницы. Сейчас ускорителю CLEAR требуется 20-метровое пространство, чтобы подтолкнуть электроны к необходимому уровню энергии, и ещё 20 метров – для упаковки, измерения и доставки пучка. Начало строительства более компактного прототипа планируется в феврале 2023 года, а клинические испытания на пациентах могут начаться уже в 2025 году. //SA

(ats/yk)