Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) lần đầu tiên đã chỉ ra tiềm năng cung cấp các liều bức xạ “FLASH” hiệu quả của máy gia tốc cảm ứng tuyến tính (LIA) cho các bệnh nhân ung thư. Kỹ thuật mới này có thể tiêu diệt các tế bào ung thư một cách có chọn lọc và gây mức độ tổn thương nhỏ nhất cho các tế bào khỏe mạnh. Phương pháp tiếp cận này đã được nêu ra trong một bài báo cáo khoa học trên Scientific Reports.
Trong nhiều thập kỷ qua, phương pháp điều trị ung thư thường là xạ trị liều thấp trong nhiều tuần với hy vọng cung cấp đủ để có thể phá hủy các tế bào ác tính mà không làm tổn thương lớn đến các tế bào khỏe mạnh của bệnh nhân. Những nỗ lực để mang đến một liệu pháp xạ trị liệu nhanh, công suất cao, có mục tiêu hay xạ trị FLASH (FLASH-RT) ở mức độ sâu đòi hỏi phải có những thiết bị máy móc phức tạp, kích thước lớn (kích thước có thể bằng các phòng tập thể dục) nhưng cho đến nay nó được chứng minh là không thực tế cho việc sử dụng lâm sàng. Trong bài báo cáo khoa học, các tác giả lưu ý rằng LIA đủ mạnh để có thể cung cấp liều tiêu diệt các tế bào ung thư mà kích thước của nó lại nhỏ gọn, độ dài chỉ khoảng 3 mét.
Thuộc một phần của chương trình quản lý kho dự trữ của Phòng thí nghiệm, các máy LIA mạnh mẽ này đã được sử dụng tại LLNL từ những năm 1960 trong các thí nghiệm hạt nhân và kho dự trữ. Máy gia tốc RF và vi sóng tiêu chuẩn lại không đủ mạnh. Tại Site 300, Vùng Thử nghiệm Nevada và Phòng thí nghiệm Quốc gia ở Los Alamos, các phiên bản lớn của các máy gia tốc này đã được sử dụng để phát ra các tia bức xạ.
Stephen Sampayan, tác giả chính của nghiên cứu cho biết, việc sử dụng trong chương trình vũ khí của LLNL đã củng cố khả năng sử dụng nó trong điều trị ung thư.
Mặc dù LIA đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ nhưng trước đây chúng không được xem xét sử dụng trong các ứng dụng lâm sàng vì ngành công nghiệp không quen thuộc với LIA và các thiết bị đôi khi có thể khá lớn, ông cho biết. Ông nói: “Kết hợp công nghệ được phát triển cho vũ khí – hoặc chẩn đoán hoặc thiết kế vũ khí của chính nó – tạo ra thứ gì đó có tiềm năng là bước đột phá lớn trong xạ trị ung thư”.
Báo cáo đã phác thảo tình trạng của công nghệ LIA, vật lý liên quan và nỗ lực của nhóm nghiên cứu trong việc ổn định chùm tia điện tử. Trong FLASH-RT, tốc độ liều tối thiểu > 40 Gy s-1 (phép đo lượng bức xạ được phân phối trong một khoảng thời gian) được chứng minh trước đây là có hiệu quả, với hiệu ứng tối đa ở > 100 Gy s-1, đảm bảo các tác động đến mô khỏe mạnh là thấp nhất. Nhưng điều quan trọng nữa là tốc độ liều tức thời > 2 x 105 Gy-s-1, lại nằm ngoài tầm với của các máy gia tốc thông thường. Bằng chứng đã chứng minh rằng một liều bức xạ tức thời (instantaneous dose rate – IDR) cao hơn thậm chí cho hiệu quả hơn trong đó vẫn giữ thời gian của bệnh nhân dưới bức xạ càng thấp càng tốt.
Để tạo ra một liều đủ cao để có thể tiêu diệt tế bào ung thư nhưng đủ ngắn để tránh làm tổn thương các tế bào khỏe mạnh, nhóm LLNL đã phát triển một phương pháp liên quan đến LIA tạo ra bốn chùm tia đặt đối xứng xung quanh bệnh nhân. Bằng cách điều khiển các nam châm, nhóm nghiên cứu có thể tập trung một chùm FLASH-RT có thể kiểm soát được, cho thấy khả năng biến đổi trong ung thư học. Nghiên cứu sâu hơn có thể chỉ ra rằng LIA FLASH-RT trong môi trường lâm sàng không chỉ có hiệu quả chống lại các bệnh ung thư dạng đặc như khối u, mà còn cả các bệnh ung thư dạng phân tán, chẳng hạn như ung thư não hoặc ung thư máu.
Các thành viên của nghiên cứu bao gồm George Caporaso, Yu-Jiuan Chen, Steve Falabella, Steven Hawkins, James Watson và Jan-Mark Zentler cùng với Kristin Sampayan của Opcondys Inc. và Jason Hearn thuộc Khoa Ung thư Bức xạ của Trường Đại học Michigan.P.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2021-12-safely-cancer-patients.html, 1/12/2021