Wat is UHDR/FLASH–therapie?
Zie de KernVisie nieuwsberichten met de titel: “Protonentherapie tegen borstkanker in ontwikkeling” van 22 mei 2022 en “Extra hoge effectiviteit van ultrakorte bestraling en de FLASH-protonentherapie” van 17 juni 2024, door op de desbetreffende titel te klikken.
Er zijn hoopgevende ontwikkelingen om de bestraling van tumoren effectiever te maken. Bij een medische bestraling is alles er op gericht om de tumor zo hard mogelijk te raken en het omringende gezonde weefsel zoveel mogelijk te ontzien. Dat gebeurt in de praktijk door de tumor van verschillende kanten te bestralen. Een typische behandeling met röntgentherapie betreft bestraling op opeenvolgende dagen met een totale dosis van een aantal gray (Gy) en een dosistempo van minder dan 1gray per minuut. Een dosis van 10 Gy kun je in plaats van met een laag dosistempo van 16 milligray per seconde ook geven met een ultrahoog dosistempo van 100 gray per seconde. Zo’n ultrahoog dosistempo heet UHDR ˚) en zo’n korte bestraling heet FLASH. De bestralingsduur ligt dan tussen de 40 en 100 milliseconde. Zo’n flitsbestraling met een hoge dosis, in jargon UHDR/FLASH geheten, heeft het merkwaardige voordeel, dat bij gezonde bestraalde cellen twee tot vijf keer minder stralingsschade optreedt, dan bij een gewone bestraling, terwijl de stralingsschade in het tumorweefsel in beide gevallen gelijk is.
In plaats van een tumor met een röntgenbundel te bestralen kan dat ook met een bundel hoogenergetische protonen. Anders dan bij de röntgentherapie treedt er bij de protonentherapie geen schade aan gezond weefsel achter de tumor op. Na het binnentreden in het lichaam verliezen de protonen voor ze tot stilstand komen geleidelijk hun energie. Vlak voordat dat gebeurt, geven ze de hoogste stralingsdosis af en is de schade aan het DNA van de kankercellen het grootste. In het gebied, dat ze doorkruisen treedt een lage stralingsschade op. Zo’n protonenbundel heeft een diameter van 3 tot 3½ millimeter. De energie, die voor alle protonen gelijk is, is instelbaar en bedraagt maximaal 250 MeV. Dergelijke hoogenergetische protonen hebben in het lichaam een indringingsdiepte van 38 centimeter. Daarachter zijn ze tot stilstand gekomen. Een lagere energie leidt tot een kortere afstand. Zo’n smalle bundel kan in een tumor toch een homogene dosis afgeven, door hem loodrecht op de richting van de protonen met een extern magneetveld af te buigen. Op deze wijze is een hele tumor te bestralen met een aantal fracties met verschillende protonenenergie.
Het gunstige UHDR/FLASH-effect treedt ook op bij bestraling met protonen. Het probleem is, dat je het liefst een eenmalige bestraling met een ultra hoog dosistempo moet doen en dus moet afzien van een aantal bestralingen met fracties. Dat probleem zou oplosbaar zijn door niet protonen met een enkele energie te gebruiken, maar door een bandbreedte voor de energie van de protonen toe te passen. De versneller levert echter protonen met gelijke energie. Door tussen de versneller en de patiënt een “ridge filter modulator”, dat is een soort spijkerbedrooster van kunststof, te plaatsen, krijgen de protonen de gewenste eigenschap.
Er zijn in ons land een drietal protonentherapiecentra. Dat zijn HollandPTC in Delft, Maastro Protonentherapie in Maastricht en UMCG Protonentherapiecentrum in Groningen. FLASH-bestralingen zonder toepassing van een ridge filter vinden al plaats in Groningen en Delft. Bij HollandPTC vinden biologische FLASH-experimenten plaats met ridge filters. Het uitgangspunt is om dezelfde bundelinstelling en ridge filters te gebruiken als in de toekomst voor patiëntbehandelingen. Daardoor zijn de resultaten direct overdraagbaar naar de toekomstige klinische toepassingen, die daardoor eerder kunnen starten.
In de onderstaande referentie, die met goedkeuring van de copyrighthouder op de website van KernVisie is geplaatst, staan figuren, die een en ander illustreren.
˚) UHDR: Ultra High Dose Rate (ultrahoog dosistempo)
