(Phys.org) — La radioterapia a microraggio (MRT) offre enormi promesse per i malati di cancro grazie alla sua capacità di distruggere le cellule tumorali proteggendo al tempo stesso i tessuti sani circostanti. Tuttavia, la ricerca sul suo uso clinico è stata limitata dalla vastità della tecnologia richiesta per generare i fasci. Fino ad ora, la somministrazione della MRT richiedeva enormi acceleratori di elettroni noti come sincrotroni. Ma con un nuovo emettitore di raggi micro sviluppato presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, la tecnologia è stata ridimensionata, aprendo le porte alla ricerca clinica.

In uno studio pubblicato online da Lettere di fisica applicata , un team multidisciplinare guidato dal Professore di Fisica Otto Zhou, dottorato di ricerca; Professore associato di oncologia delle radiazioni X. Sha Chang, dottorato di ricerca; e professore di fisica Jianping Lu, dottorato di ricerca, ha costruito un dispositivo utilizzando una tecnologia di array di sorgenti di raggi X basata su nanotubi di carbonio sviluppata presso l'UNC in grado di generare radiazioni a microfasci con caratteristiche simili a quelle dei raggi generati dalla radiazione di sincrotrone. Anche i ricercatori di Scienze applicate e radiologia dell'UNC hanno partecipato a questo studio.

Zhou, un membro dell'UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center, indica diversi studi che hanno dimostrato che le radiazioni a microraggio hanno distrutto i tumori e aumentato la sopravvivenza fino a un fattore dieci negli animali portatori di tumore al cervello trattati con la tecnica. Mentre il potenziale della tecnologia è stato dimostrato, l'enorme infrastruttura necessaria per intraprendere gli studi ha impedito la ricerca per uso clinico.

"L'innovazione qui, quello che abbiamo fatto all'università, consiste nel costruire apparecchiature compatte e potenzialmente utilizzabili in un ospedale e raggiungere un valore terapeutico simile. Il fatto che il microraggio possa erogare l'effetto della radiazione è noto, gli esperimenti sono stati fatti, ma l'uso dell'apparecchiatura a base di sincrotrone non è pratico, " disse Zhou.

La radioterapia nell'attuale uso clinico bagna uniformemente i tumori in radiazioni ad alte dosi, ma la tossicità delle radiazioni limita le dimensioni dei tumori che possono essere trattati in sicurezza. MRT dosa l'area con sottili piani paralleli di radiazione, fino a poche centinaia di micron di larghezza, creando un motivo a strisce di irradiazione attraverso il tumore. Nei test con animali da laboratorio, questo approccio porta a una minore tossicità e alla capacità di somministrare in sicurezza una dose molto più elevata per il trattamento di tumori radioresistenti come i tumori cerebrali.

Il team ha già dimostrato che il loro dispositivo MRT compatto può generare dosi e distribuzione di radiazioni simili negli animali da laboratorio come si è visto negli studi basati sul sincrotrone, in grado di fornire con precisione la radiazione del raggio al sito del tumore cerebrale nei topi. Con quella conoscenza, hanno iniziato a lavorare per determinare se gli animali trattati con il loro dispositivo mostrano gli stessi benefici terapeutici di quelli negli studi sul sincrotrone. Ciò consentirebbe ai ricercatori dell'UNC e altrove di iniziare il livello di ricerca sulla MRT necessario per dimostrare che può avvantaggiare i pazienti umani.

"Immagina quale potrebbe essere il potenziale impatto clinico. In molti casi di cancro al cervello dei bambini, normalmente la prognosi non è buona. La tossicità delle radiazioni per lo sviluppo dei tessuti è molto più grave che per gli adulti. Questa radiazione può controllare il tumore, ma non danneggia i tessuti normali. Ha un grande potenziale per l'applicazione clinica, " disse Chang, un membro dell'UNC Lineberger.

A causa della limitata capacità dei ricercatori di studiare gli effetti della MRT, si sa poco sul motivo per cui la radiazione distrugge i tumori ma provoca solo danni minimi ai tessuti circostanti. Un emettitore MRT più compatto consentirebbe a più ricercatori di accedere alla tecnologia e stimolerebbe un maggiore livello di ricerca sull'interazione tra le radiazioni e la biologia, secondo Lu.

"Uno degli obiettivi della ricerca è capire perché funziona, " disse Lu.