Các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm khoa học CERN của Châu Âu sử dụng vật lý hạt trong nghiên cứu vũ trụ, cũng đang áp dụng để mở rộng các giới hạn trong điều trị ung thư. Họ vận hành các máy gia tốc hạt khổng lồ phát triển các phương pháp mới cho liệu pháp xạ trị ung thư và xử lý các khối u khó tiếp cận. Trong phòng thí nghiệm của CERN, có tên là CLEAR, máy gia tốc hạt tuyến tính lớn gồm hệ thống đường dẫn dài 40 mét với các ống được gói trong lá nhôm và các dụng cụ đo lường.
Roberto Corsini, điều phối viên của Phòng thí nghiệm cho biết các nghiên cứu ở đây nhằm mục đích tạo ra các chùm electron năng lượng rất cao – các hạt mang điện tích âm trong nhân nguyên tử – có thể giúp tiêu diệt các tế bào ung thư hiệu quả hơn. Họ đang nghiên cứu một “công nghệ tăng tốc các electron đến mức năng lượng cần thiết để điều trị các khối u nằm sâu trong cơ thể, trên 100 triệu volt điện tử” (MeV). Ý tưởng là sử dụng các electron năng lượng rất cao (VHEE) này kết hợp với phương pháp xử lý mới và đầy hứa hẹn gọi là FLASH.
Roberto Corsini trình diễn máy gia tốc hạt tuyến tính dài 40 mét tại CERN có thể mở rộng ranh giới điều trị ung thư.
Phương pháp này yêu cầu cung cấp liều bức xạ trong vài trăm mili giây, thay vì vài phút như phương pháp hiện tại. Điều này đã được chứng minh là có tác dụng phá hủy tương tự đối với khối u mục tiêu, nhưng gây ra ít tổn hại hơn cho các mô khỏe mạnh xung quanh. Benjamin Fisch, một nhân viên chuyển giao công nghệ của CERN cho biết, với liệu pháp xạ trị truyền thống, “sẽ tạo ra một số tổn hại ngoài dự kiến”. Tác dụng của phương pháp điều trị FLASH ngắn gọn nhưng cường độ cao là “giảm độc tính cho các mô khỏe mạnh trong khi vẫn gây tổn hại đúng mức cho các tế bào ung thư.” FLASH lần đầu tiên được sử dụng trên bệnh nhân vào năm 2018, dựa trên máy gia tốc tuyến tính, LINAC, cung cấp chùm tia điện tử năng lượng thấp khoảng 6-10 MeV. Tuy nhiên, ở mức năng lượng thấp như vậy, các chùm tia không thể xuyên sâu, có nghĩa là phương pháp điều trị hiệu quả cao cho đến nay chỉ được sử dụng trên các khối u bề mặt, được phát hiện ở bệnh ung thư da. Các nhà vật lý CERN hiện đang hợp tác với Bệnh viện Đại học Lausanne (CHUV) để chế tạo một máy phân phối FLASH có thể tăng tốc các electron 100 đến 200 MeV, giúp sử dụng phương pháp này cho các khối u khó tiếp cận hơn.
Các nhà vật lý của CERN đang nỗ lực mở rộng phạm vi của liệu pháp xạ trị ung thư đến các khối u khó tiếp cận.
Các khối u ung thư nằm sâu không thể loại bỏ tận gốc bằng phẫu thuật, hóa trị hoặc xạ trị truyền thống ngày nay thường được coi là bản án tử hình đối với bệnh nhân. Giáo sư Jean Bourhis, trưởng khoa X quang của CHUV: “Chính những bệnh mà chúng tôi không chữa được vào lúc này sẽ trở thành mục tiêu thử nghiệm”. “Đối với những loại bệnh ung thư cụ thể, chiếm 1/3 số ca ung thư, nó có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi.” Có những hy vọng đặc biệt rằng phương pháp FLASH, với tác động ít gây hại hơn đến các mô xung quanh, có thể giúp điều trị các khối u nằm trong não hoặc gần các cơ quan quan trọng. Phương pháp này chưa thể loại bỏ những ca tử vong do các khối u ung thư, nhưng sẽ có cơ hội mới cho nhiều phương pháp chữa trị hơn.
Thách thức ở đây là làm cho máy gia tốc mạnh đủ nhỏ gọn để đặt bên trong bệnh viện. Tại CERN, một phòng trưng bày lớn đã được dành riêng để chứa máy gia tốc CLEAR, cần 20 mét để đẩy các electron lên đến mức năng lượng cần thiết và 20 mét nữa để điều hòa, đo và truyền chùm tia. CERN có bí quyết để “tăng tốc trong một không gian nhỏ hơn nhiều”. Nguyên mẫu được thiết kế với CHUV sẽ hướng tới thực hiện công việc tương tự với một cỗ máy có tổng chiều dài 10 mét. Giải pháp “nhỏ gọn” này “giảm chi phí, giảm mức tiêu thụ điện năng và tính biến đổi, đồng thời có thể dễ dàng đưa nó vào bệnh viện mà không cần phải xây dựng cả một tòa nhà.” Việc xây dựng nguyên mẫu dự kiến sẽ bắt đầu các thử nghiệm lâm sàng trên bệnh nhân vào năm 2025.
Từ khóa: ung thư; xạ trị; FLASH; máy gia tốc
– CMD&DND –
