Image
hånd som holder en oransje bit, uklart ansikt med briller i bakgrunnen

Prosjektleder Eirik Malinen med en prøve av materialet som er under uttesting. Kanskje kan det brukes til å sjekke stråledose ved fremtidens protonterapi. Foto: Hilse Lynnebakken/UiO

Protonterapi som kreftbehandling: Hvordan måle stråledoser fra protoner nøyaktig?

I 2024 skal de første pasientene bli behandlet med protonterapi ved Radiumhospitalet. Forskningen på den nye strålebehandlingen er godt i gang.

De fleste kreftpasientene som får stråleterapi, blir behandlet med røntgenstråling, det vil si fotoner. Noen norske pasienter sendes til utlandet for behandling med tyngre partikler, men fra 2023–2024 blir behandling med protoner tilgjengelig også her i landet.

Protonsenteret ved Oslo universitetssykehus får et eget rom til forskning, i tillegg til to behandlingsrom hvor nærmere 600 pasienter kan få behandling hvert år.

Selv om senteret er under bygging, er forskningen på bruk av protonterapi godt i gang. Også India er i ferd med å ta i bruk protonterapi i kreftbehandling. Indiske og norske forskere samarbeider om utvikling av en ny teknikk for måling av stråledosen, altså hvor mye stråling maskinen gir pasienten.

Samarbeid med India

– Vi måler for å sikre at maskinen gir riktig dose slik at behandlingen av pasienten blir korrekt, sier prosjektleder Eirik Malinen. Dosemåling brukes også til å sjekke utstyret og ved innføring av ny behandling.

– Behandlingen er allerede veldig sikker, understreker Malinen, men vi ønsker å gjøre den enda litt sikrere.

Ny teknikk for å måle stråledose

Han forteller at det allerede finnes teknologi for å måle stråledoser ved protonterapi, men dette er avansert elektronisk utstyr som både er dyrt og komplisert.

De norske prosjektdeltakerne samlet på laben ved biofysikk på UiO. Fra venstre: Ravikumar Nattudurai, Delmon Arous, Nina J. Edin og Eirik Malinen. Foto: Hilde Lynnebakken/ UiO

Som alternativ ønsker forskerne å utvikle passive detektorer, hvor en lar stråleterapimaskinen bestråle et materiale som lagrer stråledosen slik at den kan gjenfinnes senere.

– Teknikken er i bruk i tradisjonell stråleterapi basert på røntgenstråler, men vi ønsker å utvikle følsomme materialer som kan brukes i protonterapi, sier Malinen.

– Vi ønsker også at metodene våre skal kunne brukes til å estimere en spesiell egenskap til protonene, det som kalles linear energy transfer (LET). LET er en størrelse som reflekterer ‘dosetettheten’ til protonene. Man antar at fremtidens protonterapi vil, i tillegg til stråledose, benytte LET når man planlegger protonterapi av den enkelte pasient, forteller han.

Fakta

LET – Linear energy transfer – er et mål på energien per lengdeenhet som avsettes når en partikkel beveger seg gjennom et medium, for eksempel stråleenergien fra et proton på vei gjennom kroppen.

Det forskerne eksperimenterer med nå er å bruke aminosyren alanin, som har evnen til å lagre stråledose ved at det dannes frie radikaler, molekyler med et eller flere frie elektroner. Antallet og typen radikaler kan måles med en teknikk som kalles elektronspinnresonans (EPR).

Malinens gruppe har bestrålt alanin med forskjellige protonenergier og ser at EPR-signalet fra alanin endrer seg med protonenergi. Denne endringen kan knyttes til nettopp LET.

Gruppa jobber også med å tilføre ulike metaller som jern og kobber til alanin før de gror krystaller av det, for å undersøke om dette kan forbedre egenskapene.

Postdoktor Ravikumar Nattudurai med to alanin-blandinger. Den oransje fargen kommer av innblanding med jern, mens den blå skyldes kobber. Foto: H. Lynnebakken/ UiO

LES OGSÅ: Protoner skal gi flere pasienter nytte av immunterapi

Prøver sendes til New Delhi

I påvente av at protonsenteret skal stå klart brukes syklotronlaboratoriet ved UiO til å bestråle materialprøvene med protoner. Prøvene skal også testes og analyseres ved Inter-University Accelerator Centre i New Delhi, der det også er mulighet for bestråling med karbonioner.

Karbonioner er 12 ganger så tunge og har 6 ganger så høy ladning som protoner, og benyttes også i strålebehandling.

Samarbeidsprosjektet «Nanodos» mellom de indiske og norske forskerne er finansiert av Norges forskningsråd og indiske Ministry of Science and Technology.