‘ஃப்ளாஷ்’ மூலம் புற்றுநோயாளிகளுக்கு பாதுகாப்பாக கதிர்வீச்சை வழங்குதல் எவ்வாறு?

லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தின் (LLNL) ஆராய்ச்சியாளர்கள், புற்றுநோய் நோயாளிகளுக்கு “FLASH” கதிர்வீச்சின் பயனுள்ள, இலக்கு அளவுகளை வழங்குவதற்கான நேரியல் தூண்டல் முடுக்கிகளின் (LIA- Linear Induction Accelerators) திறனை முதன்முறையாகக் காட்டியுள்ளனர். புதிய நுட்பம் ஆரோக்கியமான செல்களுக்கு குறைந்தபட்ச சேதத்துடன் புற்றுநோய் செல்களைத் தேர்ந்தெடுத்து கொல்லும். அணுகுமுறை ஒரு அறிவியல் அறிக்கை தாளில் கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டுள்ளது.

பல தசாப்தங்களாக, புற்றுநோய் சிகிச்சையானது நோயாளியின் ஆரோக்கியமான உயிரணுக்களுக்கு அதிக சேதம் இல்லாமல் வீரியம் மிக்க உயிரணுக்களுக்கு போதுமான அளவு வழங்குவதற்கான குறைந்த அளவிலான கதிர்வீச்சைக் குறிக்கிறது. விரைவான, உயர், இலக்கு சிகிச்சை கதிர்வீச்சை வழங்குவதற்கான முயற்சிகள் அல்லது தேவையான ஆழத்தில் ஃப்ளாஷ் கதிரியக்க சிகிச்சை (FLASH-RT- FLASH radiotherapy) வழங்குவதற்கு, பெரிய, சிக்கலான இயந்திரங்கள் தேவை மற்றும் மருத்துவ பயன்பாட்டிற்கு இதுவரை நடைமுறைக்கு சாத்தியமற்றதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. அறிவியல் அறிக்கைகள் தாளில், புற்றுநோய் உயிரணுக்களுக்கு தேவையான டோஸ் விகிதத்தை வழங்குவதற்கு போதுமான சக்திவாய்ந்த LIA-க்கள் 3 மீட்டர் நீளத்தை மட்டுமே உருவாக்க முடியும் என்று ஆசிரியர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர்.

சக்திவாய்ந்த LIA-க்கள் 1960-களில் இருந்து அணு மற்றும் கையிருப்பு சோதனைகளில் LLNL-இல் பயன்பாட்டில் உள்ளன. நிலையான RF மற்றும் மைக்ரோவேவ் முடுக்கிகள் போதுமான சக்தி வாய்ந்ததாக இல்லை. தளம் 300, நெவாடா சோதனைத் தளம் மற்றும் லாஸ் அலமோஸ் நேஷனல் லேபரட்டரி ஆகியவற்றில், இந்த முடுக்கிகளின் பெரிய பதிப்புகள் கதிர்வீச்சின் ஃப்ளாஷ்களை வழங்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சில வரிசைகளில் உருவகப்படுத்தப்பட்ட அணு வெடிப்புகளின் இயக்க படமான “ஃபிளிப்புக்” தயாரிக்கின்றன. LLNL-இன் ஆயுதத் திட்டத்தில் இந்த இரண்டு பயன்பாடுகளும், புற்றுநோய் சிகிச்சையில் அதன் சாத்தியமான பயன்பாட்டிற்கு ஆதாரமாக இருப்பதாக ஆய்வக விஞ்ஞானியும் முதன்மை எழுத்தாளருமான ஸ்டீபன் சாம்பயன் கூறினார். LIA-க்கள் பல தசாப்தங்களாக பயன்பாட்டில் இருந்தாலும், மருத்துவப் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்துவதற்கு முன்னர் அவை கருதப்படவில்லை என்று அவர் கூறினார். ஏனெனில் இந்தத் தொழில் LIA-க்களைப் பற்றி அறிமுகமில்லாதது மற்றும் சாதனங்கள் சில நேரங்களில் பெரியதாக இருக்கும்.

“ஆயுதங்களுக்காக உருவாக்கப்பட்ட தொழில்நுட்பங்களை கண்டறிதல் அல்லது ஆயுத வடிவமைப்பு மற்றும் புற்றுநோய் கதிரியக்க சிகிச்சையில் ஒரு பெரிய முன்னேற்றமாக இருக்கக்கூடிய ஒன்றை சுழற்றுகிறீர்கள்,” என்று அவர் கூறினார்.

LIA தொழில்நுட்பத்தின் நிலை, தொடர்புடைய இயற்பியல் மற்றும் எலக்ட்ரான் கற்றை நிலைப்படுத்த ஆராய்ச்சிக் குழுவின் முயற்சிகள் ஆகியவற்றை இந்த ஆய்வு ஆராய்கிறது. FLASH-RT இல், குறைந்தபட்ச டோஸ் வீதம் > 40 Gy s−1 (ஒரு காலக்கட்டத்தில் அளிக்கப்பட்ட கதிர்வீச்சின் அளவீடு) செயல்திறன் கொண்டதாக முன்பு காட்டப்பட்டது, அதிகபட்ச விளைவு > 100 Gy s⁻¹ முதல் ஆரோக்கியமான விளைவுகளுக்கு உறுதி. ஆனால் முக்கியமானது என்னவென்றால், உடனடி டோஸ் வீதம் > 2 x 10⁵ Gy-s⁻¹, இது வழக்கமான முடுக்கிகளுக்கு எட்டாதது, என்று சாம்பயன் கூறினார். நோயாளியின் கதிர்வீச்சின் நேரத்தை முடிந்தவரை குறைவாக வைத்திருக்கும் அதே வேளையில், அதிக உடனடி டோஸ் வீதம் இன்னும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதற்கான சான்றுகள் உயர்ந்துள்ளன.

புற்றுநோய் செல்களைக் கொல்லும் அளவுக்கு அதிகமான அளவை உருவாக்க, ஆனால் ஆரோக்கியமான செல்களை சேதப்படுத்தாமல் இருக்க, LLNL குழு நோயாளியைச் சுற்றி சமச்சீராக நான்கு பீம்லெட்டுகளை உருவாக்கும் LIA-வை உள்ளடக்கிய அணுகுமுறையை உருவாக்கியது. காந்தங்களைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு ஸ்டீரியபிள் FLASH-RT கற்றை மீது கவனம் செலுத்த முடியும். இதனால் புற்றுநோயியல் மாற்றத்தை நிரூபிக்க முடியும். ஒரு மருத்துவ அமைப்பில் உள்ள LIA FLASH-RT கட்டிகள் போன்ற செறிவூட்டப்பட்ட புற்றுநோய்களுக்கு எதிராக மட்டுமல்லாமல், மூளை அல்லது இரத்தத்தில் உள்ள புற்றுநோய்கள் போன்ற பரவலான புற்றுநோய்களுக்கும் எதிராக பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதை மேலும் ஆராய்ச்சி காட்டலாம்.

References:

• Chow, R., Kang, M., Wei, S., Choi, J. I., Press, R. H., Hasan, S., & Simone 2nd, C. B. (2021). FLASH Radiation Therapy: Review of the Literature and Considerations for Future Research and Proton Therapy FLASH Trials.  Radiat. Oncol, 10, 15-21.
• Bourhis, J., Sozzi, W. J., Jorge, P. G., Gaide, O., Bailat, C., Duclos, F., & Vozenin, M. C. (2019). Treatment of a first patient with FLASH-radiotherapy. Radiotherapy and oncology, 139, 18-22.
• Oraiqat, I., Zhang, W., Litzenberg, D., Lam, K., Ba Sunbul, N., Moran, J., & El Naqa, I. (2020). An ionizing radiation acoustic imaging (iRAI) technique for real‐time dosimetric measurements for FLASH radiotherapy. Medical Physics, 47(10), 5090-5101.
• Al-Hallaq, H., Cao, M., Kruse, J., & Klein, E. (2019). Cured in a FLASH: reducing normal tissue toxicities using ultra-high-dose rates. International journal of radiation oncology, biology, physics, 104(2), 257-260.