Các nhà khoa học Nga phát triển một phương pháp mới ức chế sự di căn của tế bào ung thư
© Sputnik / Ilya Pitalev
/ Đăng ký
Đến nay, các nhà khoa học đã đạt được những tiến bộ đáng kinh ngạc trong việc điều trị ung thư, điều mà vào cuối thế kỷ 20 thậm chí không dám ước mơ.
Đi đầu trong lĩnh vực này là y học hạt nhân đang được phát triển thành công trong suốt 60 năm ở thành phố Obninsk, Nga, tại Trung tâm Nghiên cứu Phóng xạ Y tế mang tên A.F. Tsyba (MRRC). Sau đây là tài liệu của Sputnik về các loại thuốc và công nghệ độc đáo được tạo ra ở đó để cứu sống hàng nghìn bệnh nhân.
Điều trị bằng ion tĩnh điện
Ba năm trước, Trung tâm Xạ trị Proton đã được thành lập tại Obninsk để điều trị những khối u nặng nhất có sử dụng kỹ thuật chiếu xạ bằng chùm tia proton phát ra từ máy gia tốc. Đây không phải là một máy gia tốc dành cho sử dụng bức xạ công nghiệp mà là máy gia tốc nhỏ gọn cung cấp nguồn bức xạ để điều trị.
Chuyên viên vận hành máy chiếu chùm tia proton để điều trị bệnh ung thư
© Sputnik / Ilya Pitalev
Máy gia tốc hạt Synchrotron (Đồng bộ proton) với đường kính chỉ 5 mét được lắp đặt trong một tòa nhà riêng biệt. Bệnh nhân đến đây, ngồi trên ghế đặc biệt, đeo khẩu trang và có phiên xạ trị.
Chùm tia proton xuyên qua các mô ở độ sâu từ 7 đến 10 cm, trong khi đó chùm tia không bị tán xạ. Tất cả năng lượng của chùm tia tràn ra ở điểm cuối của đường chạy - đỉnh Bragg. Các hạt tiêu diệt tế bào và DNA. Cái khó nhất là chọn đúng thông số để định hướng chùm tia nhắm vào khối u mà không ảnh hưởng đến các mô xung quanh. Việc này dễ dàng hơn với proton so với electron và photon.
Các nhà khoa học so sánh chùm tia proton với lưỡi dao phẫu thuật đốt cháy khối u ác tính theo đúng nghĩa đen. Tuy nhiên, không giống như lưỡi dao phẫu thuật thực sự, chùm tia proton không làm tổn thương các mô lân cận. Nhờ đó, nó có thể được sử dụng cho các khối u không còn chỉ định phẫu thuật triệt căn ở đầu và cổ, gần các cơ quan quan trọng.
"Máy gia tốc được thiết kế tinh tế và trang nhã đến mức chỉ cần một vài người có thể vận hành nó - người vận hành và nhà vật lý y tế. Tất cả họ đều có trình độ chuyên môn cao và có thể điều trị với chất lượng cao", - chuyên gia Vyacheslav Saburov, kỹ sư của Phòng Vật lý Sinh học Bức xạ của MRRC mang tên A.F. Tsyba cho biết.
Chuyên gia Vyacheslav Saburov, kỹ sư của Phòng Vật lý Sinh học Bức xạ của MRRC mang tên A.F. Tsyba
© Sputnik / Ilya Pitalev
Thiết bị độc đáo này được phát minh bởi nhà khoa học Nga Vladimir Balakin, nhân viên của Trung tâm Vật lý và Công nghệ thuộc Viện Vật lý Lebedev. Ông đã từng làm việc ở Novosibirsk dưới sự hướng dẫn của nhà vật lý hạt nhân Liên Xô Gersh Budker, sau đó chuyển đến thành phố khoa học Protvino gần Matxcơva. Ở đó, vào những năm 1990, ông đã mang những ý tưởng của mình thành hiện thực. Vào năm 2017, thiết bị điều trị liệu pháp proton Prometheus của ông đã nhận được giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn thiết bị y tế. Và việc đưa thiết bị này vào danh sách các trang thiết bị y tế kỹ thuật cao đã giúp tăng cường khả năng cung ứng, sử dụng thiết bị Prometheus. Các tổ chức khoa học và y tế nước ngoài đã đặt mua một số cỗ máy này.
Ông Saburov nói: “Ba cỗ máy gia tốc như vậy đang hoạt động ở Hoa Kỳ và một trung tâm proton đầu tiên dựa trên vành đai đó đã được tạo ra ở Úc”.
Theo ông, máy gia tốc Prometheus rẻ hơn nhiều so với các thiết bị tương tự của nước ngoài. Và đây là một điều rất quan trọng trong ngành y tế công đồng.
Nhà vật lý cho biết thêm: “Việc xây dựng Trung tâm Xạ trị Proton ở Obninsk là rất quan trọng để phát triển công nghệ này và tăng cường tiếp cận liệu pháp điều trị tiên tiến cho người bệnh từ khắp nơi trên cả nước".
Ở Nga hiện có ba trung tâm trị liệu proton, bao gồm cả các trung tâm ở Dimitrovgrad và St.Petersburg. Nhưng, cần phải có ít nhất một trăm trung tâm như vậy. Chỉ riêng ở Obninsk, sáu trăm bệnh nhân đã được điều trị trong năm qua.
Một phương pháp đột phá khác đang được phát triển ở đây - công nghệ điều trị ion nặng, cụ thể là ion Carbon. Đây là những hạt khá nặng cần nhiều năng lượng hơn để tăng tốc. Các nhà khoa học của Viện Vật lý Năng lượng cao (IHEP) ở thị trấn Protvino đã tạo ra một lối ra riêng biệt từ máy gia tốc khoa học lớn. Trong mấy năm nay, các nhà khoa học thực hiện những thử nghiệm trên tế bào và động vật. Kết quả rất đáng khích lệ. Các nhà vật lý đã sẵn sàng thiết kế một trung tâm y tế đầy đủ giá trị cho liệu pháp carbon.
Lợi ích thiết thực của phóng xạ
"Hơn 80 năm trước, vào ngày 31 tháng 3 năm 1941, iốt phóng xạ lần đầu tiên được sử dụng để điều trị bệnh cường giáp trạng và bệnh Basedow. Đây là ngày phương pháp Theranostic ra đời. Theranostic là lĩnh vực y học trong đó phương pháp điều trị trúng đích đặc hiệu dựa trên xét nghiệm chẩn đoán nhắm đích đặc hiệu. Iốt đã trở thành loại thuốc phổ biến nhất trong liệu pháp hạt nhân phóng xạ, và chúng tôi bắt đầu sử dụng nó từ năm 1982", - nhà khoa học Valery Krylov, trưởng khoa điều trị phẫu thuật phóng xạ với nuclide mở của MRRC cho biết.
Nhà khoa học Valery Krylov, trưởng khoa điều trị phẫu thuật phóng xạ với nuclide mở của MRRC
© Sputnik / Ilya Pitalev
/ Đồng vị phóng xạ là một nguyên tử không ổn định, phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ và biến đổi thành một nguyên tố hóa học khác. Ví dụ, iốt-131 phát ra bức xạ gamma mềm và tia X, gây bất lợi cho tế bào. Đồng vị này, giống như iốt thông thường, được các tế bào tuyến giáp tiếp nhận một cách có chủ đích để tạo ra hormone, điều này được sử dụng trong liệu pháp hạt nhân.
Hạt phóng xạ tích tụ trong các mô, chúng có thể được thấy rõ khi quét trong máy ảnh gamma và máy chụp cắt lớp phát xạ positron (PET). Chẩn đoán thường được kết hợp với điều trị bằng cách sử dụng cùng một loại thuốc.
Ngoài iốt, nhiều đồng vị khác cũng được sử dụng, ví dụ, Samarium-153. Nhân tiện, đồng vị Samarium-153 cũng được sản xuất ở Obninsk. Tuy nhiên, trước khi điều trị bằng đồng vị phóng xạ này, nó phải được thu nhận ở dạng thuốc, nghĩa là kết hợp với chất mang để đưa thuốc đến các tế bào ung thư. Đây là bản chất của liệu pháp nhắm mục tiêu.
Và MRRC là cơ sở khoa học đầu tiên trên thế giới đã tạo ra và thử nghiệm một loại thuốc nhắm mục tiêu dựa trên Rhenium-188 (188Re). Bây giờ các nhà khoa học đang thử nghiệm chất phóng xạ Lutetium-177 để điều trị ung thư tuyến tiền liệt.
Con đường dẫn đến phương pháp này đã mở ra nhờ việc phát hiện các phân tử đặc biệt trên bề mặt của tế bào tuyến tiền liệt - các kháng nguyên màng đặc hiệu tuyến tiền liệt (PSMA: prostate-specific membrane antigen). Khi tế bào bình thường trở thành tế bào ung thư, nồng độ của các thụ thể PSMA sẽ tăng lên. Và nhiệm vụ của các nhà khoa học là tạo ra một phối tử (ligand) có thể nhận biết các thụ thể PSMA và gắn vào chúng, rồi đưa một đồng vị phóng xạ vào phối tử đó. Thuốc này được tiêm vào tĩnh mạch, phối tử tìm thấy khối u trong máu, và hạt nhân phóng xạ bắt đầu tiêu diệt nó.
"Phương pháp này đã được phát minh để phát hiện di căn. Giờ đây, một “thiết bị chiến đấu” được gắn vào chất mang, nó tiêu diệt tế bào ung thư với sự trợ giúp của bức xạ alpha và beta", - chuyên gia Vasily Petriev, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Y học hạt nhân thực nghiệm giải thích.
Chuyên gia Vasily Petriev, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Y học hạt nhân thực nghiệm
© Sputnik / Ilya Pitalev
/ Tất cả các thành phần của loại thuốc nhắm mục tiêu đều được sản xuất tại Nga. Chất mang peptit được cung cấp bởi công ty Pharmsintez, và Lutetium-177 được sản xuất ở Dimitrovgrad.
Để tạo ra một loại thuốc nhắm mục tiêu, các nhà khoa học cần phải thực hiện rất nhiều thử nghiệm, kể cả trên động vật. Động vật thí nghiệm được cấy các tế bào ác tính ở tuyến tiền liệt của con người, sau đó tiêm thuốc vào tĩnh mạch đuôi và xem điều gì sẽ xảy ra.
Lutetium-177 dành cho những khối u ác tính di căn phức tạp nhất. Kể từ ngày 14 tháng 5 năm 2021, 30 bệnh nhân đã được điều trị thử nghiệm tại Trung tâm. Các chuyên gia sắp bắt đầu các thử nghiệm lâm sàng.
"20-30 năm trước, tỷ lệ sống sót thấp hơn vài lần, bởi vì chưa có phác đồ điều trị nào hiệu quả như vậy đối với ung thư vú và ung thư tuyến tiền liệt. Bây giờ tình hình đã được cải thiện rất nhiều, kể cả nhờ liệu pháp nhắm mục tiêu và một lượng lớn thuốc phóng xạ", - bác sĩ Krylov nhấn mạnh.
Y tá tiêm cho bệnh nhân loại dược phẩm phóng xạ để điều trị bệnh ung thư
© Sputnik / Ilya Pitalev
/ Vali hạt nhân
Để bất kỳ bệnh viện ung bướu nào trong nước và trên thế giới đều có các hạt phóng xạ, chúng phải được vận chuyển an toàn. Để vận chuyển hạt phóng xạ có những container đặc biệt, trong đó các dược chất phóng xạ được chuẩn bị - loại container này được phát triển bởi Viện Kỹ thuật Năng lượng Nguyên tử mang tên A. I. Leipunsky.
"Ngay cả khi bị rơi từ máy bay, container vẫn nguyên vẹn", - ông Nikolai Nerozin, giám đốc khoa học của Tổ hợp Khoa học và Kỹ thuật về Đồng vị và Thuốc phóng xạ của Viện vật lý kỹ thuật (IPPE), lưu ý.
Bên trong container là cột thủy tinh với chất hấp thụ hạt nhân phóng xạ mẹ. Trong trường hợp này, đây là Vonfram-188 với chu kỳ bán rã 69 ngày. Đồng vị con của nó là Rhenium-188 được sử dụng trong dược phẩm phóng xạ.
Nhà vật lý cho biết: “Thiết bị tạo ra sản phẩm Rhenium hoạt động đến sáu tháng, nó được thiết kế để tạo ra khoảng một trăm liều. Bệnh viện có thể lấy thuốc phóng xạ từ nó và sử dụng ngay lập tức”.
Một bệnh nhân trước quy trình trị liệu bằng proton để chữa bệnh ung thư tại Cơ sở Y học Hạt nhân Thực nghiệm
© Sputnik / Ilya Pitalev
Năm nay, các nhà khoa học từ IPPE đã đăng ký bản quyền phát minh sáng chế của mình và giờ đây họ có thể cung cấp Rhenium-188 cho các khu vực khác nhau để thử nghiệm. Ở Obninsk, họ đang cố gắng tạo ra các vi cầu bằng đồng vị này, cũng như kết hợp với albumin. Cho đến nay, trên thế giới chưa có một loại thuốc nào với Rhenium-188 vượt qua được tất cả các giai đoạn thử nghiệm lâm sàng, và Nga có cơ hội để trở thành nước đi đầu trong lĩnh vực này.
Viện IPPE cũng tạo ra đồng vị Actinium-225 (Ac-255) được gọi là tương lai của liệu pháp hạt nhân. Đồng vị này cũng được sản xuất ở Đức và Mỹ, nhưng, chủ yếu bằng cách chiếu xạ bằng Radium-226 (226Ra) trong máy gia tốc hạt để tạo phản ứng hạt nhân.
Đồng vị này chỉ sống trong vài ngày, vì vậy nó phải được sản xuất liên tục. Trong một năm, các cơ sở trên thế giới chỉ sản xuất được 1,5 Curie (Ci), mà hiện có nhu cầu về cả một trăm. Để có được nhiều hơn, cần phải phát triển các phương pháp mới, ví dụ, các chuyên gia tại Viện Nghiên cứu Lò phản ứng nguyên tử Nga (RIAR) ở Dimitrovgrad thực hiện việc này trong lò phản ứng.
“Một đồng vị độc nhất với chu kỳ bán rã 10 ngày có quãng đường đi rất ngắn, nhưng, có năng lượng bức xạ cao, và nếu được đưa trực tiếp đến các tế bào khối u, nó sẽ giết chết chúng”, - ông Nikolai Nerozin kết luận.
Trong tương lai gần, các nhà khoa học dự định tìm ra phân tử vận chuyển Actinium-255.
Các hạt vi cầu với đồng vị yttrium-90 để điều trị quá trình phóng xạ hóa các giai đoạn cuối của ung thư gan và di căn gan
© Sputnik / Ilya Pitalev
