Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
Prosjektleder Eirik Malinen med en prøve av materialet som er under uttesting. Kanskje kan det brukes til å sjekke stråledose ved fremtidens protonterapi.(Foto: Hilse Lynnebakken / UiO)
Ny terapi mot kreft: Målet er mye høyere presisjon på stråledoser med protoner
I 2024 skal de første pasientene bli behandlet med protonterapi ved Radiumhospitalet. Forskningen på den nye strålebehandlingen er godt i gang.
De fleste kreftpasienter som får stråleterapi, blir behandlet med røntgenstråling, det vil si fotoner. Noen norske pasienter sendes til utlandet for behandling med tyngre partikler som protoner. Men fra 2023–2024 blir behandling med protoner tilgjengelig også her i landet.
Protoner er positivt ladede kjernepartikler som kan benyttes i strålebehandling. Dette er partikkelterapi som bruker ladde atomkjerner i stedet for røntgenstråling.
Målet er å levere strålingsdosen med svært høy presisjon, slik at strålingen til omliggende friskt vev blir redusert.
Ifølge Folkehelseinstituttet har protoner samme effekt på celler som vanlig strålebehandling. Siden protonterapi gir lavere stråledoser til omliggende friskt vev, gir det mulighet for å redusere bivirkninger som følge av strålebehandling.
Senter under bygging
Protonsenteret ved Oslo universitetssykehus får et eget rom til forskning, i tillegg til to behandlingsrom hvor nærmere 600 pasienter kan få behandling hvert år.
Selv om senteret er under bygging, er forskningen på bruk av protonterapi godt i gang. Også India er i ferd med å ta i bruk protonterapi i kreftbehandling.
Indiske og norske forskere samarbeider om utvikling av en ny teknikk for måling av stråledosen, altså hvor mye stråling maskinen gir pasienten.
Protoner er ladede kjernepartikler som kan brukes i strålebehandling, og som har samme effekt på celler som vanlig strålebehandling. Protoner gir imidlertid en mer avgrenset doseavsetning enn konvensjonell stråleterapi. Protonterapi gir dermed lavere stråledoser til omliggende friskt vev og mulighet for å redusere bivirkninger som følge av strålebehandling. Samtidig kan strålebehandling med protoner gi høyere stråledoser til svulstvev enn det som er mulig å oppnå med tradisjonell strålebehandling.
– Vi måler for å sikre at maskinen gir riktig dose slik at behandlingen av pasienten blir korrekt, sier prosjektleder og professor Eirik Malinen ved Universitetet i Oslo.
Dosemåling brukes også til å sjekke utstyret og ved innføring av ny behandling.
– Behandlingen er allerede veldig sikker, men vi ønsker å gjøre den enda litt sikrere, sier han.
De norske prosjektdeltakerne samlet på laben på UiO. Fra venstre: Ravikumar Nattudurai, Delmon Arous, Nina J. Edin og Eirik Malinen.(Foto: Hilde Lynnebakken/UiO)
Ny teknikk for å måle stråledose
Malinen forteller at det allerede finnes teknologi for å måle stråledoser ved protonterapi, men dette er avansert elektronisk utstyr som både er dyrt og komplisert.
Som alternativ ønsker forskerne å utvikle passive detektorer, hvor en lar stråleterapimaskinen bestråle et materiale som lagrer stråledosen slik at den kan gjenfinnes senere.
– Teknikken er i bruk i tradisjonell stråleterapi basert på røntgenstråler, men vi ønsker å utvikle følsomme materialer som kan brukes i protonterapi, sier Malinen.
Han forklarer at de ønsker at disse metodene skal kunne brukes til å estimere en spesiell egenskap til protonene, såkalt «linear energy transfer», forkortet til LET.
Annonse
Dosetetthet
LET handler om størrelse eller dosetettheten til protonene. Ifølge Malinen vil fremtidens protonterapi antageligvis, i tillegg til stråledose, bruke LET i planleggingen av protonterapi av den enkelte pasient.
Forskerne eksperimenterer derfor med aminosyren alanin. Den har evnen til å lagre stråledoser ved at det dannes frie radikaler, molekyler med et eller flere frie elektroner.
Antallet og typen radikaler kan måles med en teknikk som kalles elektronspinnresonans (EPR).
Malinens forskergruppe har bestrålt alanin med forskjellige protonenergier og ser at EPR-signalet fra alanin endrer seg med protonenergi. Denne endringen kan knyttes til nettopp LET.
De jobber også med å tilføre ulike metaller som jern og kobber til alanin før de gror krystaller av det, for å undersøke om dette kan forbedre egenskapene.
Postdoktor Ravikumar Nattudurai med to alanin-blandinger. Den oransje fargen kommer av innblanding med jern, mens den blå skyldes kobber.(Foto: Hilde Lynnebakken / UiO)
Prøver sendes til India
I påvente av at protonsenteret skal stå klart, bruker forskerne et spesiallaboratorium ved UiO til å bestråle materialprøvene med protoner.
De samme prøvene skal også testes og analyseres ved Inter-University Accelerator Centre i New Delhi, der det også er mulighet for bestråling med karbonioner.
Karbonioner er 12 ganger så tunge og har seks ganger så høy ladning som protoner, og brukes også i strålebehandling.
Samarbeidsprosjektet NanoDos mellom de indiske og norske forskerne er finansiert av Norges forskningsråd og indiske Ministry of Science and Technology.
Fakta om NanoDos-prosjektet
Forskerne i NanoDos samarbeider om metoder for måling av stråledose, dosimetri, siden stråledosen bestemmer både kontroll av sykdommen og nivå av senskader.
I partikkelterapi benyttes akselererte protoner og tyngre ioner som karbonioner i strålebehandling. Denne behandlingen er mer presis enn ved tradisjonell røntgenstråling, og har potensial til å redusere bivirkninger hos mange kreftpasienter. Det er imidlertid et behov for bedre dosimetrimetoder for partikkelterapi. Protonterapisentre er under etablering i Norge og India.
NanoDos kombinerer kompetanse og ressurser i Oslo og New Dehli for utvikling av nye dosimetermaterialer og for testing av disse materialene i proton- og karbonionstråler.
Forskerne har mål om å kunne bestemme stråledoser nøyaktig for alle partikkeltyper og energier, noe som i dag er veldig utfordrende.
Prosjektet forventes å gi unik ny kunnskap og bidra til å utvikle fremtidig teknologi av relevans for strålebehandling. Prosjektet vil også etablere et langsiktig samarbeid mellom indiske og norske forskere innen strålebehandling og dosimetri.
Fakta om LET, linear energy transfer
LET – Linear energy transfer – er et mål på energien per lengdeenhet som avsettes når en partikkel beveger seg gjennom et medium, for eksempel stråleenergien fra et proton på vei gjennom kroppen.
