Ακτινοβολίες στην Ιατρική για τη θεραπεία του καρκίνου

Άρθρο, Μάιος 2005

Ο Wilhelm Rontgen ανακάλυψε τις ακτίνες-X το 1896 στο Wurzburg της Γερμανίας κατά τη διάρκεια πειραμάτων στα οποία μελετούσε τι συνέβαινε όταν ενεργητικά ηλεκτρόνια χτυπούσαν έναν στόχο μέσα σε έναν αερόκενο σωλήνα. Ήταν η συνηθισμένη ενασχολήση των πειραματικών φυσικών εκείνη την εποχή.

Κι ενώ ο ο ίδιος ο Rontgen έπλασε το "Χ" για την άγνωστη ακτινοβολία, οι μυστήριες αυτές "ακτίνες Rontgen" διευκρινίστηκαν γρήγορα και χρησιμοποιήθηκαν για ιατρικούς λόγους. Η απεικόνιση μάλιστα του ανθρώπινου σώματος με τις ακτίνες-X, είναι τώρα μία από τις πολλές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για να ανιχνευτεί μια ασθένεια, και συγκεκριμένα, για να προσδιορίσει κακοήθη ασθένεια ή καρκινικούς όγκους.

Σε λιγότερο από ένα έτος μετά από την ανακάλυψή τους, από τον Wilhelm Rontgen το 1895, οι επιστήμονες είχαν διαπιστώσει ότι οι ακτινοβολίες ακτίνων-X, θα μπορούσαν να βοηθήσουν και στην θεραπεία των κακοηθών όγκων και του καρκίνου.

Οι σύγχρονες γενεές έχουν ωφεληθεί από αυτές όχι μόνο με την ανίχνευση του καρκίνου, αλλά οι ακτίνες-Χ δίνουν επίσης και τα μέσα για τη θεραπεία της: την ακτινοθεραπεία. Η χρήση τους όμως εμπεριέχει και κινδύνους για τον ασθενή, εξαιτίας της σοβαρής πιθανότητας προσβολής υγιών κυττάρων δίπλα από τα άρρωστα καρκινικά κύτταρα. Κι αυτό γιατί η υψηλή ενέργεια των ακτινών Χ μπορεί να καταστρέψει υγιή κύτταρα και να προκαλέσει ανεπιθύμητες παρενέργειες.

Τα μειονεκτήματα αυτά μπορούν να ξεπεραστούν με τη χρήση δεσμών από ιόντα, νετρόνια ή ακόμα και αντισωματίδια. Η νέα μέθοδος, που τα τελευταία χρόνια διευρύνεται συνεχώς, βασίζεται στην καταστροφή του DNA των καρκινικών κυττάρων και όχι των διπλανών τους υγιών κυττάρων. Με τον τρόπο αυτό εμποδίζεται η ανάπτυξη και ο πολλαπλασιασμός τους. 

Οι επιστήμονες βλέποντας εδώ και χρόνια τα μειονεκτήματα των ακτίνων-Χ αποφάσισαν την πειραματική στην αρχή, που όμως γίνεται ολοένα και διευρυνόμενη, χρήση εναλλακτικών δεσμών όχι από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (Χ ή γ), αλλά από σωματίδια. Έτσι όταν χρησιμοποιούνται δέσμες από πρωτόνια, νετρόνια και ιόντα παρουσιάζουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη θεραπεία μέσω ακτινών Χ, αλλά η κλινική τους εφαρμογή δεν έχει ακόμη εξαπλωθεί παρά μόνο σε μεγάλα κέντρα της Αμερικής και Ευρώπης..

Οι δέσμες από σωματίδια χάνουν ένα μεγάλο ποσοστό της ενέργειάς τους πριν φθάσουν στον κακοήθη όγκο. Η απώλεια αυτής της ενέργειας γίνεται σε ένα βάθος το οποίο εξαρτάται απολύτως από την ενέργεια των σωματιδίων. Αυτό σημαίνει ότι οι όγκοι μπορούν να στοχοποιηθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια, επιτρέποντας τη μεταφορά μεγαλύτερης δόσης ακτινοβολίας και συντομεύοντας με αυτό τον τρόπο τη θεραπευτική διαδικασία.

Υπάρχει στην επιστημονική κοινότητα μια ευρύτερη συμφωνία ότι οι δέσμες σωματιδίων προσφέρουν δυνατότητες καλύτερων κλινικών αποτελεσμάτων σε σχέση με τις ακτίνες Χ, κυρίως στο να περιοριστεί η δημιουργία δευτερογενών όγκων από την ίδια τη θεραπευτική διαδικασία. Το πρόβλημα βέβαια είναι η δυσκολία παραγωγής και το επακόλουθο υψηλό κόστος των δεσμών από σωματίδια σε σχέση με τις ακτίνες-Χ.

Η ευρύτερα διαδεδομένη μορφή θεραπείας με σωμάτια είναι η θεραπεία με πρωτόνια, η οποία προτάθηκε από τον Robert Wilson, διευθυντή του Fermilab, το 1946. Η πρώτη επέμβαση έγινε το 1954, στις εγκαταστάσεις του επιταχυντή σωματιδίων του Πανεπιστημίου Μπέρκλευ στην Καλιφόρνια. Από τότε περίπου 35.000 ασθενείς έχουν υποβληθεί σε αυτού του είδους τη θεραπεία. Από αυτούς, οι 9.000 φιλοξενήθηκαν στον επιταχυντή του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ.

Το πρόγραμμα μεταφέρθηκε το 2003 στο Νοσοκομείο της Βοστόνης, που είναι το δεύτερο στον κόσμο κέντρο θεραπείας με πρωτόνια σε νοσοκομείο. Το πρώτο είναι στην πανεπιστημιακή κλινική Λόμα Λίντα, στην Καλιφόρνια, ενώ κατασκευάζονται άλλα έξι και έχουν σχεδιαστεί είκοσι σε όλο τον κόσμο.

Τώρα τελευταία σχεδιάζεται η επιτάχυνση των πρωτονίων να γίνεται από δέσμες λέιζερ που θα αντικαταστήσουν τους τεράστιους επιταχυντές, με αποτέλεσμα να έχουμε στο εγγύς μέλλον σε κάθε χειρουργείο και μια πηγή παραγωγής πρωτονίων. Η εκτίμηση είναι ότι απέχουμε δέκα χρόνια από αυτή την ημέρα.

Μια νεότερη μορφή θεραπείας με χρήση σωματιδίων είναι αυτή με δέσμες από ιόντα. Τα βαριά ιόντα, όπως αυτά του άνθρακα, έχουν μεγαλύτερη σχετική βιολογική δραστικότητα από τα πρωτόνια και θεωρούνται πιο αποτελεσματικά στην καταπολέμηση όγκων σε μεγάλο βάθος, όπου δεν μπορεί να τους προσβάλει η ακτινοβολία. Αυτό οφείλεται στο ότι ο ρυθμός απώλειας ενέργειας ενός σωματιδίου αυξάνεται με τη μάζα του. Ιόντα του στοιχείου ήλιον χρησιμοποιήθηκαν από το 1957 έως το 1992 σε 2.000 ασθενείς στον επιταχυντή Μπέβελακ στο Μπέρκλευ, ενώ ιόντα νέου χρησιμοποιήθηκαν σε 430 ασθενείς. Την καλύτερη απόδοση έχουν τα ιόντα των στοιχείων από το βόριο μέχρι τον άνθρακα.

Ήδη δύο εργαστήρια στην Ιαπωνία και ένα στη Γερμανία χρησιμοποιούν ιόντα άνθρακα, ενώ δύο ακόμη τέτοια εργαστήρια σχεδιάζονται στην Ιταλία και τη Χαϊδελβέργη. Αυτά τα προγράμματα έχουν ενισχυθεί από τις μελέτες που γίνονται στις ιατρικές μηχανές πρωτονίων και ιόντων στο CERN tns Γενεύης.

Τα φορτισμένα σωμάτια δεν είναι τα μόνα που έχουν θεραπευτική χρήση εναντίον του καρκίνου. Τα νετρόνια είναι σωμάτια χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Στην περίπτωση δεσμών από ταχύτατα κινούμενα νετρόνια, η απώλεια ενέργειας οφείλεται στην αλληλεπίδραση των νετρονίων με τον πυρήνα των ατόμων παρά σε ιονισμό, ο οποίος προκαλεί καταστροφή στα κύτταρα που δεν μπορεί να επιδιορθωθεί από το σώμα. Τα νετρόνια μπορούν γι' αυτό τον ρόλο να είναι πιο δραστικά από τα πρωτόνια ή τα ιόντα. Από το 1970 πάνω από 3.000 ασθενείς έχουν υποβληθεί σε τέτοια θεραπεία στο Fermilab.

Μια νέα μορφή θεραπείας είναι η εσωτερική θεραπεία με αδρόνια. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η λήψη από τον οργανισμό μιας χημικής ένωσης του στοιχείου βορίου, η οποία συσσωρεύεται στον καρκινοπαθή ιστό. Μια δέσμη από αργά νετρόνια, που παράγεται από αντιδραστήρα ή επιταχυντή, κατευθύνεται προς τον όγκο, όπου τα άτομα το βορίου διασπώνται σε άτομα λιθίου και σωμάτια άλφα (πυρήνες ηλίου). Αυτά τα φορτισμένα σωμάτια καταστρέφουν τα γειτονικά τους κύτταρα, αλλά δεν έχουν αρκετή ενέργεια, με αποτέλεσμα να δρουν μόνο σε μια συγκεκριμένη περιοχή· συνεπώς δεν επηρεάζουν τα υγιή κύτταρα.

Τέλος, αν και ακόμη είναι σε πρώιμο στάδιο, μια μικρή εταιρεία στις ΗΠΑ έχει στραφεί στην αντιύλη σαν πιθανό μέσο θεραπείας. Η εταιρεία PBar Medical χρησιμοποιεί ήδη δέσμες αντιπρωτονίων στο CERN για να εξερευνήσει τα αποτελέσματα των αντιπρωτονίων στους ιστούς και την έμβια ύλη.

Πηγή: Ελευθεροτυπία