Partikelkanoner er det hotteste kræftvåben – men hvad er det?
Danmark og andre lande ofrer i øjeblikket milliarder af kroner på at bygge maskiner til partikelterapi mod kræft. Men hvad er det, og hvorfor ikke bare bruge almindelig strålebehandling?

Ved almindelig strålebehandling bliver patientens kræftsvulst beskudt med røntgenstråler. Ved partikelterapi rammes kræftsvulsten derimod af ladede partikler såsom protoner - og det kan være mere skånsomt for kroppens raske væv. (Foto: Wikimedia Commons)

Ved almindelig strålebehandling bliver patientens kræftsvulst beskudt med røntgenstråler. Ved partikelterapi rammes kræftsvulsten derimod af ladede partikler såsom protoner - og det kan være mere skånsomt for kroppens raske væv. (Foto: Wikimedia Commons)

I Aarhus er man i fuld gang med forberedelserne til Danmarks første anlæg til partikelterapi.

Norge, Sverige, England og Holland er også hoppet med på vognen og afsætter i øjeblikket milliarder af kroner til at bygge 'kanoner', som skal beskyde kræftsvulster med partikler.

Behandlingen er nemlig mere skånsom end almindelig strålebehandling, lyder det fra forskere.

»Partikelterapi er den nyeste form for strålebehandling, og det har et kæmpestort potentiale. Det kræver bare en rigtig stor investering, og derfor er det ikke så udbredt endnu. Men mange steder er man lige nu i gang med byggeplanerne ligesom i Danmark,« fortæller Cai Grau, som er professor og overlæge på kræftafdelingen på Aarhus Universitetshospital.

Han var en af talerne på en international konference om partikelterapi og strålebehandling, som for nylig blev afholdt i Aarhus.

Kræft beskydes med lys eller partikler

På konferencen havde både fysikere, læger og biologer slået forsknings-pjalterne sammen for at diskutere de hotte partikler.

For hvordan virker partikelterapi egentlig – og hvad kan det i forhold til almindelig strålebehandling af kræft?

Fakta

Ved strålebehandling beskydes kræftceller med røntgenstråler.

Ved partikelterapi beskydes kræftceller med ladede partikler såsom protoner eller kulstof-ioner.

Ved kemoterapi behandles patienten med cellegift (Cytostatika), som standser cellers deling på forskellig vis. Cellegiften rammer især celler, der deler sig hurtigt, som kræftceller gør.

Både strålebehandling og partikelterapi gives ofte sammen med kemoterapi.

Kilde: Kræftens Bekæmpelse, Cai Grau

Fysiker og forskningsleder Andrey V. Solov'yov fra det tyske MBN Research Center var en af talerne på konferencen, og han forklarede, at når vi normalt hører om strålebehandling af kræft, er der tale om røntgenstråler.

Røntgenstråler er – ligesom synligt lys – elektromagnetiske stråler, og når de bliver sendt ind mod kræftsvulster, kan strålerne ødelægge kræftcellerne.

»Ved almindelig strålebehandling af kræft, bestråler man patienterne med fotoner – lys. I modsætning hertil er partikelterapi designet til at bestråle patienterne med ladede partikler,« forklarer Andrey V. Solov’yov, som i flere år har forsket i fysikken bag partikelterapi.

De ladede partikler, som skydes ind mod kræftsvulsten, kan for eksempel være protoner – positivt ladede partikler, som findes i kernen af et atom.

Hvad er forskellen på partikler og stråling?

Når den nye partikelkanon kommer til at stå klar i Aarhus i år 2018, vil den netop skyde med protoner.

I andre partikelkanoner i udlandet skyder lægerne med 'lette ioner' – det vil sige små positivt ladede molekyler såsom kulstofioner. Men uanset hvilke partikler man skyder ind mod kræftsvulsten, er formålet det samme: Partiklerne skal afsætte deres energi i kræftcellerne og dermed dræbe dem.

»Både almindelig strålebehandling og partikelterapi kan slå celler og kræftceller ihjel. Den grundlæggende forskel er, at man i meget højere grad kan målrette partiklerne til kun at ramme kræftcellerne. Det betyder, at det er mere skånsomt for patienten og giver færre bivirkninger, fordi det raske væv rundt om kræftcellerne ikke bliver beskadiget,« forklarer overlæge Cai Grau.

Grafen viser, hvordan røntgenfotoner i forskellige former for strålebehandling (grøn og blå linje) afsætter deres energi i kroppen. I modsætning til røntgenfotonerne afsætter protoner (rød linje) næsten al deres energi på én gang - det ses på den bratte afslutning på den røde kurve. For lægerne gælder det altså om, at den bratte afslutning på protonens bane skal komme lige præcis, når protonen når ind til kræftsvulsten. (Ill.: Wikimedia Commons)

På sygehuse landet over får danske kræftpatienter hver dag strålebehandling – altså stråling med røntgenfotoner - men det er endnu kun muligt at få den mere skånsomme partikelterapi i udlandet.

Derfor er partikler mere skånsomme

Årsagen til, at partikelterapi er mere skånsomt end almindelig strålebehandling, er, at partiklerne taber deres energi på en anden måde end strålebehandlingens røntgenfotoner.

Når røntgenfotonerne skydes ind mod en kræftsvulst og bevæger sig igennem kroppen, taber de konstant lidt af deres energi i kroppens raske væv og i de kræftceller, de rammer.

For partikelterapi gælder der derimod, at de ladede partikler næsten ikke afgiver noget energi, når de bevæger sig ind igennem kroppen – først når de når en bestemt dybde, afsætter de næsten al deres energi på én gang, forklarer Andrey V. Solov'yov.

»Når røntgenfotoner mister deres energi, fordeles den meget jævnt på turen igennem kroppen. Men det smarte ved ladede partikler er, at de kun mister en lille smule energi i starten af deres rejse gennem kroppen. Først ved slutningen af deres bane stiger deres energitab meget væsentligt,« forklarer fysikeren.

Partikler kan måske redde flere patienter

Dermed er hele fidusen bag partikelstrålingen altså at sørge for, at partiklerne når slutningen af deres bane og afsætter al deres energi, netop når de er nået ind til kræftsvulsten.

»Det er helt afgørende, hvor stor en dosis energi der afsættes i en kræftcelle. Kun hvis dosis er stor nok, bliver cellen dræbt. Så udfordringen er at ramme præcist med en høj dosis, så de raske celler rundt om kræftsvulsten ikke bliver dræbt,« forklarer Andrey V. Solov'yov.

Fakta

Aarhus Universitetshospital har netop fået tilbud fra tre udenlandske firmaer, som vil løse opgaven med at levere højteknologisk udstyr til et nationalt center for partikelterapi.

Centret skal hedde Dansk Center for Partikelterapi og ventes at stå klar til de første patienter i 2018.

Centret vil dække over cirka 8.000 kvadratmeter og være udstyret med en protonaccelerator, tre behandlingsrum, forskningsfaciliteter og faciliteter for patienter, pårørende og klinisk personale.

Den samlede bevilling for partikelterapien er vurderet til ca. 800 millioner kr. Heraf udgør byggeriets andel ca. 325 millioner kroner og protonudstyret ca. 475 millioner kroner

Kilde: AU

Med den nuværende strålebehandling på landets sygehuse må lægerne i visse tilfælde opgive at bekæmpe kræftsvulsten med røntgenstråler – simpelthen fordi det raske væv vil tage for stor skade af strålerne, forklarer Cai Grau fra Aarhus Universitetshospital.

»Hvis svulsten sidder, så strålerne ikke kan undgå at ramme følsomme organer - rygmarven, hjernen eller lignende - så kan det medføre meget alvorlige bivirkninger. I værste fald lammelse eller død, og derfor giver vi heller ikke strålebehandling i de situationer. Men det betyder, at vi må give nogle patienter mindre dosis stråler, end hvad der skal til for at kurere dem – for at undgå de livstruende bivirkninger. Det kan vi gøre bedre med partikelstråler,« siger Cai Grau.

Særligt børn får gavn af partikler

Cai Grau mener, at børn med kræft vil få særligt gavn af den nye partikelkanon, når den står klar i Aarhus.

»Det er særligt børn, der er i målgruppen for partikelterapi. Børn skal leve i lang tid efter, at de har overlevet deres kræftsygdom, og derfor risikerer de i højere grad end voksne at få eftervirkninger af almindelig strålebehandling. Strålingen kan øge risikoen for, at børnene senere i livet udvikler en ny kræftform, men den risiko kan man nedsætte ved at bruge partikelterapi,« forklarer Cai Grau.

I dag får ganske få danske kræftpatienter – primært børn – tilbudt, at de kan rejse til udlandet for at få behandlet deres kræftsygdom med partikelterapi.

Ifølge Sundhedsministeriet blev 31 danskere i 2012 sendt til partikelterapi i udlandet, primært USA, men også Tyskland.

»Det er et lille antal, i forhold til hvor mange der egentlig kunne have gavn af partikelterapi. Men nogle af patienterne er simpelthen ikke i stand til at klare den lange rejse med fly til den anden side af Jorden, eller også er der andre omstændigheder, som gør, at de må opgive det. Det kan vi undgå, når behandlingen kommer til Danmark,« siger Cai Grau.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om Hubbles utrolige billeder her.