Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения

Сибирские ученые успешно опробовали метод лечения рака с помощью ускорителя

Ученые Института ядерной физики СО РАН опробовали метод лечения онкозаболеваний с помощью ускорителя для бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). Эксперименты подтвердили: такой метод позволят уничтожить 99% раковых клеток.

Суть метода состоит в том, что больные клетки вначале выявляются благодаря введенному в организм пациента веществу на основе изотопа бора-10, а затем клетки при помощи ускорителя прицельно и избирательно облучаются нейтронами. В результате в больных клетках происходит ядерная реакция и они погибают, здоровые же остаются нетронутыми.

Эксперимент, конечно, проводился не на людях, а на специально выращенных в лабораториях клеточных культурах позвоночных из коллекции Института цитологии РАН. За основу взяты были клетки глиомы и глиобластомы головного мозга: эти патологии не лечатся никаким иным способом, кроме облучения, поэтому на них и решено было проверить метод.

Ученые стремились найти тот оптимальный объем облучения, его дозу, при котором, с одной стороны, по максимуму гибнут больные клетки, с другой же, не повреждаются здоровые. Нужный результат был получен: благодаря методу БНЗТ было уничтожено 99% опухолевых клеток, накопивших изотопы бора.

К слову, эксперимент подтвердил еще и тот факт, что от воздействия пучка нейтронов гибнут именно те клетки, которые накопили достаточно большое количество бора; только в этом случае процесс будет эффективен.

Сейчас эксперименты находятся на начальной стадии. Прежде чем разработка новосибирских ученых будет внедрена на практике, предстоят долгие исследования, в том числе и на лабораторных животных.

***

В конце февраля в Новосибирской области случились два формально не связанных между собой события: статистики объявили о росте числа смертей от рака в регионе, а новосибирские ученые — о том, что впервые испытывают на человеческих раковых клетках уникальный ускоритель нейтронов для уничтожения неизлечимых опухолей с помощью бор-нейтронозахватной терапии. Институт ядерной физики СО РАН пригласил на серию экспериментов с имитатором человеческого мозга японских ученых, чтобы вместе изучить действие миллиарда нейтронов на глиому головного мозга. НГС.НОВОСТИ попали на эксперимент, похожий на сюжет блокбастера «Дэдпул», а ученые объяснили, что все это значит.

- В марте команда Института ядерной физики СО РАН и ученые японского Университета Цукуба впервые в мире поставили эксперимент по облучению искусственно созданных клеток глиомы головного мозга человека на уникальном ускорителе «Тандем-БНЗТ», который придумали и построили физики ИЯФ. Исследованиями в области бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ), способной вылечить безнадежные раковые опухоли, Институт занимается более 15 лет, но только в 2014 году была создана специальная лаборатория, которую возглавил ведущий научный сотрудник ИЯФ Сергей Таскаев. Изучением БНЗТ занимаются в Финляндии, Аргентине, Японии и т.д., но ускоритель ИЯФа — пока единственный в мире, способный генерировать миллиард нейтронов в секунду — столько нужно, чтобы уничтожить опухоль, говорят в институте.
В марте команда Института ядерной физики СО РАН и ученые японского Университета Цукуба впервые в мире поставили эксперимент по облучению искусственно созданных клеток глиомы головного мозга человека на уникальном ускорителе «Тандем-БНЗТ», который придумали и построили физики ИЯФ. Исследованиями в области бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ), способной вылечить безнадежные раковые опухоли, Институт занимается более 15 лет, но только в 2014 году была создана специальная лаборатория, которую возглавил ведущий научный сотрудник ИЯФ Сергей Таскаев. Изучением БНЗТ занимаются в Финляндии, Аргентине, Японии и т. д., но ускоритель ИЯФа — пока единственный в мире, способный генерировать миллиард нейтронов в секунду — столько нужно, чтобы уничтожить опухоль, говорят в институте.
- О феноменальной эффективности БНЗТ говорят не одно десятилетие. Например, американские физики отрабатывали метод на мышах еще во время Второй мировой войны, однако эксперименты с людьми у них тогда провалились — два пациента умерли на операционном столе. В Японии ученые с помощью ядерного реактора вылечили пациента со страшным диагнозом «глиобластома мозга», но после аварии на Фукусиме решили, что атомная энергия слишком опасна для медицины, и стали искать альтернативный и безопасный источник нейтронов.
О феноменальной эффективности БНЗТ говорят не одно десятилетие. Например, американские физики отрабатывали метод на мышах еще во время Второй мировой войны, однако эксперименты с людьми у них тогда провалились — два пациента умерли на операционном столе. В Японии ученые с помощью ядерного реактора вылечили пациента со страшным диагнозом «глиобластома мозга», но после аварии на Фукусиме решили, что атомная энергия слишком опасна для медицины, и стали искать альтернативный и безопасный источник нейтронов.
- БНЗТ избирательно поражает клетки злокачественных опухолей: в кровь человеку вводят борсодержащий раствор, и бор накапливается в раковых клетках. «Затем опухоль облучают потоком нейтронов — ядра бора поглощают нейтроны, затем распадаются, производя радиационные повреждения в пределах одной раковой клетки. В итоге благодаря ядерной реакции больные клетки умирают», — объясняет научный сотрудник ИЯФ, кандидат физ.-мат. наук Александр Макаров. Методику отрабатывали и на ядерных реакторах, но их тяжело установить в онкологических клиниках — в отличие от достаточно компактного ускорителя.
БНЗТ избирательно поражает клетки злокачественных опухолей: в кровь человеку вводят борсодержащий раствор, и бор накапливается в раковых клетках. «Затем опухоль облучают потоком нейтронов — ядра бора поглощают нейтроны, затем распадаются, производя радиационные повреждения в пределах одной раковой клетки. В итоге благодаря ядерной реакции больные клетки умирают», — объясняет научный сотрудник ИЯФ, кандидат физ.-мат. наук Александр Макаров. Методику отрабатывали и на ядерных реакторах, но их тяжело установить в онкологических клиниках — в отличие от достаточно компактного ускорителя.
- В декабре ученые проводили испытания на 30 мышах из вивария — лысых альбиносах с иммунодефицитом. Биологи привили мышам опухолевые клетки человека, а после того как клетки размножились и образовали опухоли, физики облучили их на ускорителе с разной дозой борсодержащего препарата и количеством нейтронов. В итоге необлученные мыши к концу января погибли. Из числа облученных выжила треть: мышей облучили с разной дозой препарата и сейчас анализируют, какая оптимальна для лечения, объясняет Александр Макаров.
В декабре ученые проводили испытания на 30 мышах из вивария — лысых альбиносах с иммунодефицитом. Биологи привили мышам опухолевые клетки человека, а после того как клетки размножились и образовали опухоли, физики облучили их на ускорителе с разной дозой борсодержащего препарата и количеством нейтронов. В итоге необлученные мыши к концу января погибли. Из числа облученных выжила треть: мышей облучили с разной дозой препарата и сейчас анализируют, какая оптимальна для лечения, объясняет Александр Макаров.
- 3 марта ученые впервые провели испытания на раковых клеточных культурах с препаратом бора, которые положили в фантом из оргстекла, имитирующий голову человека, — и поместили его под пучок нейтронов. Результаты будут только через 2 недели, но команда из физиков, биологов и медиков настроена оптимистично — они уверены, что скоро получится перейти к клиническим испытаниям. Проектом занимается интернациональная команда — так, клетки для эксперимента привез из санкт-петербургского Института цитологии РАН минский ученый Александр Заборонок, который работает в японском Университете Цукубы.
3 марта ученые впервые провели испытания на раковых клеточных культурах с препаратом бора, которые положили в фантом из оргстекла, имитирующий голову человека, — и поместили его под пучок нейтронов. Результаты будут только через 2 недели, но команда из физиков, биологов и медиков настроена оптимистично — они уверены, что скоро получится перейти к клиническим испытаниям. Проектом занимается интернациональная команда — так, клетки для эксперимента привез из санкт-петербургского Института цитологии РАН минский ученый Александр Заборонок, который работает в японском Университете Цукубы.
- Со стороны процесс мало понятен. Лаборатория стоит отдельно от здания ИЯФ и снаружи напоминает обычный амбар. Внутри темные стены опутаны проводами, лестницы ведут к сердцу лаборатории — тому самому ускорителю с железными цилиндрами, многочисленными гайками и цветными шлангами, а корень его уходит на этаж ниже. Сюда и поместят фантом — небольшую стеклянную «бочку» с клетками в колбочках. Телевизионщики просят участников проекта подойти к ней поближе, но те отмахиваются: «Да вы что, радиация, я еще пожить хочу». Установив имитатор головы, они быстро удаляются в подобие кабинета охраны в соседней комнате, чтобы следить за ускорителем с нескольких мониторов.
Со стороны процесс мало понятен. Лаборатория стоит отдельно от здания ИЯФ и снаружи напоминает обычный амбар. Внутри темные стены опутаны проводами, лестницы ведут к сердцу лаборатории — тому самому ускорителю с железными цилиндрами, многочисленными гайками и цветными шлангами, а корень его уходит на этаж ниже. Сюда и поместят фантом — небольшую стеклянную «бочку» с клетками в колбочках. Телевизионщики просят участников проекта подойти к ней поближе, но те отмахиваются: «Да вы что, радиация, я еще пожить хочу». Установив имитатор головы, они быстро удаляются в подобие кабинета охраны в соседней комнате, чтобы следить за ускорителем с нескольких мониторов.
- В 2007 году руководитель проекта Сергей Таскаев в интервью НГС.НОВОСТИ обещал, что клинические испытания должны начаться примерно в 2010 году. Александр Макаров (на фото справа) объясняет — тогда физики получили первый миллион нейтронов и думали, что в ближайшее время получат нужный поток в миллиард штук в секунду, но это оказалось сложным делом. Теперь они уверены, что могут перейти к экспериментам с настоящими пациентами. «Положить клетки под пучок нейтронов просто. А чтобы положить человека… Это определенная процедура, во-первых, бюрократическая. Нельзя просто взять человека и начать чем-то облучать», — говорит физик.
В 2007 году руководитель проекта Сергей Таскаев в интервью НГС.НОВОСТИ обещал, что клинические испытания должны начаться примерно в 2010 году. Александр Макаров (на фото справа) объясняет — тогда физики получили первый миллион нейтронов и думали, что в ближайшее время получат нужный поток в миллиард штук в секунду, но это оказалось сложным делом. Теперь они уверены, что могут перейти к экспериментам с настоящими пациентами. «Положить клетки под пучок нейтронов просто. А чтобы положить человека… Это определенная процедура, во-первых, бюрократическая. Нельзя просто взять человека и начать чем-то облучать», — говорит физик.
- Чтобы все-таки начать работать с пациентами, нужно с нуля построить в клинике ускоритель, полностью оптимизированный для лечения — поменьше и в пластиковом кожухе. Для этого понадобится не меньше 2 лет, за это время команда ИЯФа надеется уладить бюрократические вопросы и перейти к официальным клиническим испытаниям.
Чтобы все-таки начать работать с пациентами, нужно с нуля построить в клинике ускоритель, полностью оптимизированный для лечения — поменьше и в пластиковом кожухе. Для этого понадобится не меньше 2 лет, за это время команда ИЯФа надеется уладить бюрократические вопросы и перейти к официальным клиническим испытаниям.
- Глиобластому, крайне опасный тип рака мозга, ученые взяли для первого эксперимента, поскольку продолжительность жизни пациента с такой опухолью невысока — даже после операции, химио- и лучевой терапии. Иван Елисеенко, ординатор кафедры нейрохирургии НГМУ, говорит, что вырезанные опухоли часто растут заново, так как выживают сильнейшие злокачественные клетки. Однако метод БНЗТ способен их уничтожить. Дальше ученые изучат действие терапии на рак мягких тканей шеи и головы, а также на рак кожи. Но для того чтобы начать эксперименты на людях, нужно доказать, что это не навредит пациенту, добавляет Елисеенко.
Глиобластому, крайне опасный тип рака мозга, ученые взяли для первого эксперимента, поскольку продолжительность жизни пациента с такой опухолью невысока — даже после операции, химио- и лучевой терапии. Иван Елисеенко, ординатор кафедры нейрохирургии НГМУ, говорит, что вырезанные опухоли часто растут заново, так как выживают сильнейшие злокачественные клетки. Однако метод БНЗТ способен их уничтожить. Дальше ученые изучат действие терапии на рак мягких тканей шеи и головы, а также на рак кожи. Но для того чтобы начать эксперименты на людях, нужно доказать, что это не навредит пациенту, добавляет Елисеенко.
- В ноябре 2015 года новосибирские и японские ученые уже ставили предварительный эксперимент с разными клетками: глиомы человека, глиобластомы человека, клетками яичника китайского хомячка и фибробластами легких китайского хомячка. «Мы приехали в Новосибирск, потому что этот ускоритель — единственный в мире, который может генерировать нейтроны в нужном количестве. [Нужно] сравнить результаты с японскими исследованиями на ядерном реакторе», — рассказал профессор отделения нейрохирургии Университета Цукуба Кей Накай.
В ноябре 2015 года новосибирские и японские ученые уже ставили предварительный эксперимент с разными клетками: глиомы человека, глиобластомы человека, клетками яичника китайского хомячка и фибробластами легких китайского хомячка. «Мы приехали в Новосибирск, потому что этот ускоритель — единственный в мире, который может генерировать нейтроны в нужном количестве. [Нужно] сравнить результаты с японскими исследованиями на ядерном реакторе», — рассказал профессор отделения нейрохирургии Университета Цукуба Кей Накай.
@sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.