Gesundheit

Optimierung der Protonentherapie mit mathematischen Modellen: das Neue Modell verbessert unser Verständnis der Energie-übertragung in der bestrahlungspläne durch den Ersatz 50-Jahr-alten Parameter mit komplexer sind

Teilchenstrahl-Therapie wird zunehmend eingesetzt zur Behandlung von vielen Arten von Krebs. Es besteht in der Unterwerfung Tumoren auf Strahlen von energiereichen geladenen Teilchen, wie Protonen. Obwohl zielgenauer als herkömmlichen Strahlentherapie mit Röntgen -, ist dieser Ansatz noch Schäden umgebenden normalen Gewebe. Zur Gestaltung der optimalen Behandlungsplan für jeden Patienten ist es wichtig zu wissen, die Energie des Strahls und seine Wirkung auf Tumor-und normalgewebe gleichermaßen. In einer kürzlich veröffentlichten Studie in EPJ ‚D, eine Gruppe von Forschern, angeführt von Ramin Abolfath an der University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, Texas, USA, legte ein neues mathematisches Modell skizziert die Auswirkungen dieser Strahl Therapien auf Patienten‘ Gewebe, auf der Grundlage neuer, komplexer Parameter. Mit diesen neuen Modellen, so dass ärzte sollten in der Lage sein, um vorherzusagen, die Wirkung von Protonenstrahlen auf normal-und Tumorgewebe genauer, wodurch Sie sich besser vorbereiten wirksame Behandlung Pläne.

Die therapeutischen und toxischen Effekte von einem proton-Strahl kann sowohl beschrieben werden, mit einer Kombination von zwei Effekten: Erstens, ist die biologische Wirkung der Strahlung; und zweitens, die Menge an Energie, die der Laserstrahl überträgt, um Gewebe pro Einheit Länge reiste, bezeichnet man als linearen Energie transfer (LET).

Seit über einem halben Jahrhundert, Kliniker wurden stützend Behandlung Pläne auf standard-strahlenbiologische Modelle. Diese beteiligten sich nur zwei Parameter: alpha, der proportional zu LASSEN; und beta, die unabhängig von der LASSEN.

In diesem neuen Ansatz, die Autoren ein Modell, welches die Prozesse, durch die Energieübertragung von ionisierender Strahlung erzeugt potentiell letalen DNA-Schäden, die auf einer mikroskopischen Skala. Sie sind dann gekoppelt es zu den Modellen der die Geburt und den Tod von Zellen in Millimeter-Skala Kolonien.

Abolfath und Kollegen versehen Ihren Modell-Daten auf die Antwort von Lungenkrebs-Zellen zu den therapeutischen Dosen von Protonen-Bestrahlung, und fand, dass die standard-strahlenbiologische Modelle angewendet, die meisten schlecht, wenn der Strahl die Energie niedrig war. Sie werden dann verwendet, diese Erkenntnisse zu generieren, neue Modelle, in denen alpha und beta wurden ersetzt durch komplexere Formeln, die in der Lage sind, zu erklären, einige beobachteten Anomalien in der Zelle überleben.