по популярности / по алфавиту

эксперт
Сергей Муравьев:

Сергей Муравьев: Во что верят физики?

«Путешествие в прошлое науки необходимо, чтобы понять, из чего на самом деле состоит известная нам физика»

подробнее

КАК ЗАЩИТИТЬ АВТО ОТ ЗЛОУМЫШЛЕННИКА?

ПЛАНАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЕТЕРОСТРУКТУРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ

РОССИЯ - ИТЭР / Шаг в энергетику будущего

ЯДЕРНАЯ ЭПОХА ГЛАЗАМИ МАТЕМАТИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

Ядерная медицина: как работает нейтронная пушка для рака

Ядерная медицина: как работает нейтронная пушка для рака

Автор:

Фото: Satoko Kawasaki / japantimes.co.jp

Дата : 07.02.2017 17:49

Ученые атакуют рак со всех сторон, каждая группа исследователей изобретает все более изощренное оружие против болезни, а некоторые подобрались уже довольно близко. Сергей Таскаев из Института ядерной физики СО РАН 20 лет занимается нейтронной радиотерапией и вместе со своей командой он создал аппарат, который, по его словам, может убивать рак «элегантно и эффективно». Метод бор-нейтрон-захватной терапии (БНЗТ) близок к внедрению в лечебную практику, а новосибирские ученые могут стать одними из его пионеров.

Трепанация на реакторе

Схема БНЗТ. Иллюстрация: Rolf F. Barth, Albert H. Soloway and Ralph G. Fairchild / Scientific American.

Научное сообщество изучает бор-нейтрон-захватную терапию чуть ли не с самого момента открытия нейтрона. В 1936 году американские рентгенологи обнаружили, что изотоп бор-10 может успешно «ловить» частицы, так как сечение захвата этого вещества в сто раз больше диаметра ядра. Этот «атомный сачок» и стал основой БНЗТ. Под действием излучения, бор собирает на себе максимальное количество разрушительных для рака нейтронов. Проще говоря, место инъекции бора при БНЗТ будет выжжено подчистую, а здоровые ткани при этом не пострадают.

Рак лечили бор-нейтрон-захватной терапией в Японии еще в 1970-х, правда для этого профессору Хатанаке приходилось вскрывать пациентам череп, чтобы прицельно ввести бор в опухоль. В качестве источника нейтронов он использовал ядерный реактор. Известно, что из 40 пациентов Хатанаки через пять лет были живы 13. В 2002 году итальянские ученые Пинелли и Зонта лечили с помощью бора пациента с четырнадцатью метастазами в печени, для этого они извлекали орган и облучили его отдельно от пациента. Известно, что после этого он был жив еще в течение двух лет. Оба случая описаны в работе «Нейтроны против рака».

Обмануть опухоль

Сергей Таскаев. Фотографии: Наталья Гредина.

Чтобы при БНЗТ пациента не приходилось резать, ученые пошли на хитрость. Раковые клетки делятся очень быстро, им требуется больше веществ для репликации. Ученые поняли, что фенилаланиновая кислота, входящая в состав белков всех известных живых организмов, прекрасно усваивается этими клетками, а заодно им можно «скормить» и бор. В итоге спасительное вещество смешали с фенилаланином и стали вводить его пациентам в кровь его внутривенно, таким образом постепенно бор скапливался в опухоли, рассказал «Реактору» ведущий научный сотрудник лаборатории БНЗТ Института ядерной физики СО РАН Сергей Таскаев.

Затем пациента облучают. В тот момент, когда бор захватывает нейтрон, в опухоли происходит ядерная реакция, от чего обманутые клетки фактически взрывается. При этом 84% энергии распада выделяется в пределах клетки, а значит, соседние здоровые ткани практически не страдают.

Калибровка оружия

Получить щадящий нейтронный пучок, который бы не травмировал пациента, было сложнее всего, считает Таскаев. Несколько лет назад в Институте ядерной физики он вместе со своей командой построил ускоритель «Тандем», который научился «добывать» нужные эпитепловые нейтроны. «С точки зрения физики лучшего пучка уже не сделать», – утверждает ученый. Сегодня такие источники для БНЗТ есть лишь в четырех лабораториях в мире.

На нижнем этаже лаборатории в маленькой коробке хранится фторид магния, который нужен для формирования нейтронного пучка на мишени. «Этот ящичек мы купили примерно за миллион», — говорит Таскаев. На всю эту установку за семь лет ушли средства с 25 грантов (ее общая стоимость составила $5-7 миллионов). Изначально финансирование было только зарубежным — по словам физика, «иностранные фонды готовы вкладываться в безумные идеи».

Атака опухоли

Нейтронные пучки «Тандема» уже испытали на образцах глиобластомы человека, пластиковый муляж головы с клетками в пробирке облучали в марте прошлого года. В результате испытаний погибло 99% клеток, насыщенных бором и 5% клеток, в которых бора не было.

В России так еще никого не лечили, «Тандем» — это единственная в стране «тренировочная» модель ускорителя для БНЗТ, она еще не пригодна для работы с пациентами в клинических условиях. Таскаев считает, что установка, на которой можно будет по-настоящему лечить людей, появится к 2021 году, но есть вероятность, что первыми в мире, все же, будут японцы, а не сибиряки — в Цукубо и Токио пока еще нет идеального пучка, зато есть финансовая поддержка корпораций Mitsubishi и Hitachi.

К 2016 году во всем мире БНЗТ перенесли примерно 1300 человек, большая часть из них в Японии (еще испытания проходили в США, Голландии, Финляндии и Италии). По словам Таскаева, ядерный реактор в Киото лечит и сейчас, положительный эффект наблюдается у 50-60 японцев в год.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: