У боротьбі проти раку

Розроблена німецькими фізиками установка дозволяє сьогодні лікувати злоякісні пухлини з найвищою ефективністю

Три роки тому завдяки судовому позову двох далеких від фізики чоловіків, які вимагали заборонити запуск Великого адронного колайдера, збудованого на кордоні Швейцарії та Франції, широкі маси рядових обивателів уперше почули про прискорювачі елементарних частинок.

Всупереч побоюванням багатьох панікерів, робота колайдера не поклала край існуванню Землі і "навіть" не спричинила появи чорної діри, то ж поступово відступив на задвірки й інтерес публіки до установки. Багато з них так і не довідалися, що адронний колайдер поблизу Женеви – не єдиний у світі прискорювач.

Наприклад, один із його "старших братів" ще з 1975 року працює в німецькому Дармштадті, що поблизу Франкфурта-на-Майні, в Товаристві з дослідження важких іонів (іонами, нагадаємо, називаються заряджені атоми, які втратили або приєднали один чи кілька електронів).

Втім, можна припустити, що робота фізиків у обидвох центрах, які, по суті, на атомарному рівні займаються моделюванням і вивченням стану матерії при вибухах наднових зірок, здавалася й здається абсолютній більшості таких сторонніх спостерігачів не більше ніж дивацтвом. Навіть якщо завдяки таким експериментам вдалося відкрити шість нових елементів, що поповнили періодичну таблицю Дмитра Менделєєва (один з них, до речі, назвали Дармштадтій).

Але принаймні один з результатів експериментів з важкими іонами, що їх досягли науковці у Дармштадті, здатен переконати навіть найбільш затятих скептиків в прикладному застосуванні "абстрактних" наукових пошуків. Мається на увазі застосування нового способу лікування ракових пухлин з допомогою іонного випромінювання.

В чому актуальність?

В пам’яті українців ще свіжа п’ятирічна загальнонаціональна кампанія за придбання гамма-ножа для Інституту нейрохірургії, активно підтримана громадськістю й засобами масової інформації. Цей апарат часто залишається єдиною надією на порятунок для хворих зі злоякісними пухлинами, які проблематично (читай – надзвичайно небезпечно) видаляти шляхом хірургічного втручання.

А в Україні, за оцінками спеціалістів, лише пацієнтів з пухлинами головного мозку, які потребують оперування, щороку набирається не менше 9 тисяч. І далеко не кожному по кишені заплатити 15-20 тисяч доларів за лікування у приватній українській клініці, не кажучи вже про закордон.

До зібраних тоді "з кожного по нитці" восьми мільйонів гривень левову частку – 54 мільйони - доклала держава, і рік тому для Київського інституту нейрохірургії ім.А.Ромоданова було придбано апарат. Причому купили навіть не гамма-ніж, а ще "просунутіший" пристрій – лінійний прискорювач "Trilogy" американської фірми "Varian". З того часу диво-машина безкоштовно врятувала уже близько двох сотень життів.

Революційне ноу-хау?

Базовий принцип неінвазивного лікування злоякісних пухлин схожий у всіх пристроїв, – чи це гамма-ніж, чи Trilogy, чи установка з іонним випромінюванням, – і полягає в радіаційному опроміненні ракової пухлини, що викликає руйнування молекул ДНК хворих клітин. Після цього мертва ракова тканина припиняє рости і часто в процесі обміну речовин поступово виводиться з організму, "розчиняється".

Проблема в тому, що ефект опромінення з допомогою всіх дотеперішніх установок тим менший, чим глибше в тканинах розташована пухлина. Натомість в здорових тканинах при такому опроміненні радіація накопичується навіть у більших дозах, ніж в самій пухлині.

Аби зменшити завдавану радіацією шкоду, пухлини піддають такому собі "перехресному розстрілюванню", коли в ній сходяться радіоактивні промені, пущені з різних точок. Таким способом локально в пухлині концентрується найвища доза опромінення, в той час як решта радіації розподіляється в більшій області тіла.

Та все ж, як не крути, загальна сумарна радіоактивна доза, отримана пацієнтом під час сеансу радіохірургії, залишається високою і тому шкідливою для організму.

Принципова відмінність розробленої в Дармштадті установки, стверджують німці, полягає в тому, що її випромінювання практично не "мітить" траєкторію на шляху до цілі. Тобто іони вуглецю (а в німецькій установці використовуються саме вони) "призначаються" лише конкретній пухлині, не уражаючи при цьому здорових тканин.

Власне, якщо бути зовсім точним, то іони вуглецю взагалі не є радіоактивними в прямому сенсі, оскільки вони самі по собі не є джерелом альфа-, бета- чи гамма-випромінювання. Тим не менше, іонізуюче випромінювання, яке вони утворюють, має таку ж руйнівну дію на пухлини, що й радіоактивне випромінювання гамма-ножа чи лінійного прискорювача Trilogy.

"Іонам, звичайно, без різниці, що це за клітина – вони можуть пошкодити й здорову. То ж наша робота – дбати якраз про те, щоб іон "зачепився" точно в пухлині. І ми розробили методику, яка дозволяє спрямувати іони в вибрати точку з міліметровою точністю у всіх трьох вимірах. Але цьому результату передували 20 років досліджень, щоб навчитися точно передбачити, який іон з якою швидкістю через яку тканину на яку глибину проникне. Адже в кісткових тканинах, нервових тканинах чи воді глибина проникнення іона відрізнятиметься", - розповідає доктор Інго Петер з Товариства з дослідження важких іонів.

Ще однією суттєвою перевагою нової установки є її придатність для лікування пухлин навіть в прогресуючій стадії. Так, найбільша пухлина, з якою дали собі раду в Дармштадті, за зізнанням місцевих науковців, сягала об’ємом півлітра, тоді як, приміром, "Trilogy" вбиває пухлини розміром лише до 3,5 см.

Один недолік

Інго Петер розповідає: "Ми пролікували 450 пацієнтів, і можемо говорити про більш ніж дев’яностовідсотковий показник одужання. При цьому практично відсутні побічні ефекти (ну, хіба що в поодиноких випадках у пацієнтів було легке подразнення слизової оболонки). Але при цьому жоден пацієнт не лежав стаціонарно в лікарні, до жодного не застосовувався наркоз, не давались жодні знеболюючі, не було ніякого випадіння волосся, ніяких опіків, ніякої нудоти. Отже, установка функціонує фантастично!"

Зараз у Дармштадті працюють над подальшим вдосконаленням свого ноу-хау. Так, сьогодні установка використовується для лікування пухлин в частинах тіла, які можна нерухомо зафіксувати на час опромінення – в черепній коробці, хребті, в області таза. То ж наступною ціллю науковців є уможливити лікування пухлин в тих частинах тіла, де вони рухаються в процесі дихання (печінка, легені, простата тощо).

Для цього потрібно забезпечити точний рух випромінювання слідом за пухлиною, як це робить сьогодні при радіохірургійному лікуванні кібер-ніж – той же лінійний прискорювач, тільки встановлений на роботизовану "руку", керовану комп’ютером, яка може коригувати своє положення відносно тіла пацієнта і пухлини.

На сьогоднішній день введено в дію єдину поки що комерційну установку для іонно-променевої терапії – вона працює з 2009 року в університетській клініці міста Гейдельберга. Ще три замовили клініки Марбурга, Кіля і Шанхая.

Чому так небагато? Недоліком нового апарата є його ціна. Так, якщо діючий нині в Інституті нейрохірургії лінійний прискорювач "Trilogy" коштує приблизно 5 млн. євро, то вартість німецької установки (в неї входить і будівництво окремого приміщення, якого, до речі, вимагає також встановлення й "Trilogy") "тягне" на всі 100 мільйонів у європейській валюті.

Фото автора