Algum dia, sistemas especializados podem bombear pacientes com câncer para fornecer um curso completo de radioterapia em meros microssegundos, sugerem novas pesquisas.
Usando uma técnica emergente conhecida como radioterapia instantânea, os médicos podem erradicar tumores em uma fração do tempo e a uma fração do custo da radioterapia tradicional - pelo menos em teoria. Até o momento, a técnica ultrarrápida não enfrentou ensaios clínicos formais em pacientes humanos, embora um homem tenha recebido o tratamento experimental, relataram pesquisadores em outubro de 2019 na revista Radiotherapy and Oncology. Agora, um novo estudo em ratos, publicado em 9 de janeiro no International Journal of Radiation Oncology, Biology and Physics, demonstrou ainda mais a promessa dessa terapia contra o câncer.
"Ele tem a mesma taxa de controle de tumores, mas significativamente menos efeito no tecido normal", disse o co-autor do estudo, Dr. Keith Cengel, professor associado de oncologia por radiação no Hospital da Universidade da Pensilvânia.
Em outras palavras, a técnica do flash parece matar células tumorais, poupando tecidos saudáveis. A técnica funciona bombardeando o local do tumor com um fluxo constante de partículas, geralmente partículas leves, chamadas fótons ou elétrons carregados negativamente. Agora, Cengel e seus colegas lançaram outra partícula na mistura: o próton com carga positiva.
"É único no sentido de que ... nunca foi feito", disse Marie-Catherine Vozenin, chefe do laboratório de radiação-oncologia do Hospital Universitário de Lausanne, na Suíça, que não participou do estudo. Isso não quer dizer que implantar prótons para combater células cancerígenas é necessariamente uma estratégia melhor do que usar fótons ou elétrons, acrescentou ela. "Todas essas estratégias diferentes têm alguns prós e contras".
Dito isto, cada partícula pode ser adequada para atingir certos tipos de tumores em pontos específicos do corpo, o que significa que os prótons podem oferecer a melhor opção de tratamento para alguns pacientes, disse Cengel.
O tempo é fundamental
O nome "flash" refere-se simplesmente à taxa ultra-rápida na qual a técnica fornece radiação aos tecidos-alvo. O flash bate nas células com a mesma quantidade total de radiação que as terapias existentes, mas, em vez de administrar a dose por várias semanas em sessões de minutos, todo o tratamento dura apenas décimos de segundo, disse Vozenin.
"Se pudermos chegar a centésimos de segundo, é ainda melhor", acrescentou.
A velocidade faz toda a diferença. Na radioterapia convencional, um paciente pode passar por dezenas de sessões de tratamento, durante as quais tecidos saudáveis podem ser danificados muito antes das células tumorais perecerem. Porém, quando a mesma dose de radiação é administrada a uma taxa mais rápida, como no flash, os tecidos saudáveis permanecem intactos. Exatamente por que isso acontece permanece um mistério.
"Essa é a pergunta de um milhão de dólares ... estamos trabalhando duro para tentar entender isso", disse Vozenin. Pesquisas sugerem que a rápida fuga de radiação pode causar uma queda nos níveis de oxigênio nos tecidos saudáveis, que normalmente contêm muito mais oxigênio que as células cancerígenas. Os tumores resistem à radioterapia tradicional, em parte devido à falta de oxigênio; portanto, o efeito temporário causado pelo flash pode reforçar as células saudáveis contra danos e reduzir a produção de radicais livres nocivos, de acordo com um relatório de 2019 da revista Clinical Oncology.
Mas essa evidência não explica por que as células cancerígenas reagem de maneira diferente das células saudáveis ao tratamento; mais mecanismos provavelmente estão em jogo, disse Vozenin.
Independentemente do motivo, a radiação flash parece promissora em estudos preliminares, embora a técnica tenha limitações. Os fótons podem ser usados para atingir tumores em todo o corpo, mas as máquinas que disparam nas partículas ainda não conseguem disparar rápido o suficiente para atingir a taxa de dose necessária. Elétrons de alta energia podem penetrar nos tecidos para atingir tumores profundamente arraigados, mas são tecnologicamente difíceis de gerar. Elétrons de baixa energia oferecem outra opção, mas eles podem perfurar apenas 5 a 6 centímetros de carne, disse Cengel.
Embora os elétrons de baixa energia possam cuidar de tumores superficiais, Cengel e seus colegas teorizaram que os prótons podem ser mais adequados para atingir células cancerígenas localizadas mais profundamente no corpo. Para testar sua idéia, eles tiveram que construir as ferramentas certas para o trabalho.
Testar
A equipe usou um acelerador de próton existente, conhecido como ciclotron, para executar os experimentos, mas fez várias modificações. O truque era aumentar a taxa na qual os prótons poderiam ser disparados da máquina, além de desenvolver estratégias para monitorar onde os prótons aterrissavam e em que quantidade. Com essa infraestrutura instalada, a equipe poderia controlar melhor a corrente de prótons que flui do ciclotrão, "como uma torneira que você pode abrir a todo vapor ou gotejamento", disse Cengel.
A equipe então mirou seu ciclotron em modelos de ratos. Os tumores induzidos cresceram no pâncreas dos animais e ao longo do intestino superior, de modo que os pesquisadores enviaram um único pulso de radiação através das cavidades abdominais dos roedores. O flash durou entre 100 e 200 milissegundos e, alinhando muitos feixes de prótons um ao lado do outro, como espaguete cru em um tubo apertado, a equipe atingiu toda a cavidade abdominal de uma só vez.
Como esperado, o tratamento impediu o crescimento do tumor e as cicatrizes de tecido que normalmente resultam de câncer, deixando o tecido saudável próximo intacto. "Esta é a primeira evidência irrefutável de um efeito 'flash' in vivo com o intestino delgado como alvo, usando prótons em vez de fótons ou ... elétrons", disse Vincent Favaudon, diretor de pesquisa do Institut Curie em Paris, que não participou do estudo. estudo, disse a Live Science em um e-mail.
Embora tenha sido bem-sucedido, o estudo foi realizado em ratos "e em pequenos volumes, o que não é o caso dos pacientes", disse Vozenin. Em outras palavras, em sua forma atual, a técnica do flash de prótons pode tratar apenas uma pequena área de tecido ao mesmo tempo. A técnica terá que ser ampliada significativamente antes de estar pronta para ser testada em animais maiores e, eventualmente, em humanos, disse ela.
"A principal limitação está na taxa de dose", acrescentou Favaudon. A pesquisa sugere que tecidos saudáveis começam a sofrer danos se expostos à radiação por mais de 100 milissegundos, disse ele. "Administrar a dose em um pulso de microssegundo é sempre melhor. Portanto, o desafio é aumentar a taxa de dose em um fator de dois a cinco ou até mais".
Cengel e seus colegas planejam continuar otimizando suas ferramentas e técnicas enquanto trabalham para determinar qual taxa de dose oferece o maior benefício terapêutico. Dessa forma, a equipe faria um tipo de ensaio clínico, mas com os animais como sujeitos iniciais. Enquanto isso, Vozenin e seus colegas lançarão em breve os primeiros ensaios clínicos em pacientes humanos para testar suas próprias técnicas de flash. Utilizando elétrons de baixa energia, eles visam tratar tumores superficiais, como os observados nos cânceres de pele.
"Se pudermos validar o conceito de flash em grandes volumes e em aplicações clínicas, provavelmente ele mudará toda a terapia de radiação", disse Vozenin. Ela disse que espera que alguma versão da radiação flash possa estar amplamente disponível para pacientes com câncer nos próximos 10 anos. Favaudon disse que os tratamentos voltados para tumores de superfície, bem como aqueles expostos à cirurgia, podem estar prontos dentro de dois anos. Técnicas usando elétrons de alta energia e feixes de prótons podem estar prontas dentro de cinco a 10 anos, disse ele.
Supondo que o flash incline o caminho para pacientes humanos reais, a técnica pode permitir que os médicos atinjam tumores que antes desafiavam o tratamento com radiação, disse Cengel.
"Poderíamos literalmente tratar coisas que não são possíveis de tratar e curar pessoas que não são possíveis de curar", disse ele. "Obviamente, grande grão de sal em tudo isso."
