Nanodozymetria - nowa polska specjalność

MEJ
opublikowano: 2015-06-21 20:36

Naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku opracowali urządzenie ułatwiające dokładne wyznaczenie dawek promieniowania w trakcie radioterapii. Umożliwia ono niszczenie jedynie tkanek nowotworowych, bez uszkadzania zdrowych komórek.

Jet Counter ze Świerku
NCBJ

Naukowcy pracujący w ramach unijnego projektu "Wielkości pomiarowe w radioterapii z uwzględnieniem efektów biologicznych" (BioQuaRT) poszukiwali odpowiedzi na pytania: jak niszczyć tkanki nowotworowe tak, aby nie uszkodzić sąsiednich, zdrowych tkanek i jak efektywnie napromieniować guz nowotworowy, żeby spowodować degradację jego komórek. Stosowane dotąd określenie "dawka pochłonięta" okazuje się niewystarczające, bowiem w zależności od rodzaju promieniowania lub energii cząstek uzyskiwano różne efekty biologiczne. Konieczne stało się więc wypracowanie standardów napromieniowania przy pomocy optymalnych mikrodawek - miały niszczyć komórki tkanki nowotworowej nie uszkadzając innych.

Obecnie bowiem  widoczne są zmiany w typach terapii przeciwnowotworowej. Konwencjonalne terapie z zastosowaniem promieniowania o wysokiej energii wiązki fotonów są coraz częściej zastępowane terapiami innowacyjnymi, wykorzystującymi inne rodzaje promieniowania jonizującego, które mogą być używane do leczenia  nowotworów położonych w pobliżu wysokoczułych narządów, jak choćby terapia hadronowa. Rozwijane są ośrodki terapii protonowej, bo wiem z 3000 pacjentów tej terapii w 2005 roku liczba wzrosła do 14000 pacjentów w 2013 roku i obecnie przekracza 17000

Jak powiedział dr Stanisław Pszona z Zakładu Interdyscyplinarnych Zastosowań Fizyki NCBJ zakres badań dotyczył odcinka toru cząstek promieniowania od 2 nanometrów (średnica helisy DNA) do 20 nanometrów (rozmiary zwiniętego DNA w postaci nukleosomu) i zadaniem zespołu naukowców z NCBJ w ramach projektu unijnego było rozwinięcie technik pomiarowych i symulacyjnych dla wyznaczenia fizycznych właściwości cząstek jonizujących na różnych odcinkach toru oraz stwierdzenie w jaki sposób te charakterystyki toru korelują się z biologicznymi skutkami promieniowania na poziomie komórkowym.

Naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku opracowali w tym celu nowy typ urządzenia - Jet Counter. To jedno z trzech tego typu urządzeń na świecie które dziś jest w stanie badać oddziaływanie promieniowania jonizującego ze strukturami subkomórkowymi. Umożliwiło ono modelowanie oddziaływania promieniowania na tkanki na poziomie DNA pojedynczych komórek, tworząc podstawy do rozwoju nowej specjalności radiometrii - nanodozymetrii. Pierwszy etap unijnego projektu o wartości 3,5 mln euro, w którym uczestniczyła m.in. międzynarodowa platforma metrologiczna EURAMET EMPR obecnie zakończono, to uzyskane przez NCBJ wyniki są na tyle interesujące iż EURAMET będzie finansował dalsze prace. Obecnie wiadomo już bowiem iż można na tyle precyzyjnie podać nanodawki promieniowania, aby uszkodzić komórki guza nowotworowego, nie powodując jednocześnie zniszczenia komórek zdrowych np. tkanki narządowe, znajdujących się w bezpośredniej bliskości guza.