Основная проблема лучевой терапии в том, что она может наносить вред окружающим опухоль здоровым тканям. Поэтому подводимая к опухоли доза ограничивается ее токсичностью для близлежащих здоровых биологических структур.
Сегодня все большее значение придается флэш-терапии. Флэш-терапия — инновационный метод облучения, основанный на одноименном явлении – флэш-эффекте. Смысл метода в том, что вся лечебная доза подводится к патологическому очагу за очень короткое время – порядка нескольких десятков миллисекунд. В таком режиме облучения уменьшается степень повреждения нормальных тканей, окружающих опухоль и попадающих под действие излучения, в то же время воздействие на раковые клетки сохраняется практически на прежнем уровне, что улучшает перспективу локального контроля опухоли при меньшей частоте возникновения побочных эффектов.
В настоящее время получены определенные результаты, в частности, показано, что флэш-терапия эффективно снижает токсичность в легких, кишечнике, головном мозге и коже лабораторных животных, а также позволяет сохранять противоопухолевый эффект в раковых клетках. При этом флэш-терапия на пучках электронов в первую очередь подходит для поверхностных опухолей (например, рака кожи), тогда как с помощью протонной флэш-терапии можно лечить глубоко расположенные новообразования. Это связано с тем, что протоны отличаются отсутствием рассеяния излучения в теле и возможностью торможения пучка на заданной глубине. При этом с глубиной проникновения плотность энергии возрастает, величина поглощенной дозы увеличивается, достигая так называемого пика Брэгга – максимума в конце пробега частиц.
Пилотные работы по исследованию флэш-эффекта были начаты в ОИЯИ еще в 2020 году. С этой целью на фазотроне был сформирован высокоинтенсивный, однородный в сечении, протонный пучок. Были также спроектированы, изготовлены и успешно испытаны две ионизационные камеры для мониторинга интенсивности пучка и измерения его горизонтального и вертикального профилей, разработано программное обеспечение для экспресс-обработки отсканированных изображений с радиохромных пленок, запечатлевающих профили пучка. Все это позволило начать проведение исследований флэш-эффекта при облучении как клеточных культур, так и малых лабораторных животных (мышей, крыс).
В настоящее время группа ученых ОИЯИ завершили большую работу — по изучению выживаемости культуры клеток карциномы легкого человека линии А549 после облучения протонным пучком. Клетки карциномы легкого человека линии А549 были взяты в банке клеточных культур Санкт-Петербурга и использовались учеными ОИЯИ в качестве модели. Эксперимент проводился на установке ЛЯП – фазотроне – с образованием высокоинтенсивного протонного пучка.
