Præklinisk RBE for normalvævsskader in vivo

Ph.d. studerende Cathrine Bang Overgaard, Kræftafdelingen, AUH.

Partikelterapi er sammenlignet med konventionel røntgenstråling en præferentiel behandlingsmulighed mod kræfttumorer, da det giver en mere favorabel distribuering af stråledosis. Vævet omkring tumorerne får en reduceret stråledosis, hvilket sænker risikoen for at skade det raske væv, og dermed potentielle skadelige eftereffekter. I dette studie vil de biologiske effekter af protonstråling i det raske væv undersøges. Protoner afsætter deres energi karakteristisk sammenlignet med røntgenstråling, da afsætningen af energi er på sit højeste, når hastigheden gennem materialet sænkes (f.eks. væv). Dette kaldes for en Bragg Peak og det er her den største stråledosis afsættes. Ved at tilføre tumorerne flere stråler med varierende energi, kan et større område af tumorerne modtage en høj stråledosis, hvilket kaldes Spread out Bragg Peak (SOBP). For at forstå kunne optimere patientbehandling er det vigtigt, at der udføres in vivo studier omhandlende de biologiske effekter af protonstråling. De øgede biologiske effekter af protonstråling relativ til røntgenstråling kan estimeres ud fra den Relative Biologiske Effektivitet (RBE). Denne fortæller os, hvilken stråledosis af protoner vi skal bruge for at få de samme biologiske effekter, som en given røntgenstråledosis. Den relative biologiske effekt er kompliceret, fordi den afhænger af både graden af biologisk skade, stråledosis og Linear Energy Transfer (LET). LET er defineret som den mængde energi, der deponeres pr. distance i et materiale (f.eks. væv), og den er kendt for at stige med dybden af væv. Vi tester den hypotese, som forlyder at der er en øget LET i den distale ende af SOBP, som forårsager en øget biologisk effekt. For at undersøge de biologiske effekter, vil RBE estimeres ud fra både akutte (hudskader)- og senskader (fibrose) forårsaget af stråling in vivo i en mussemodel. Det er allerede kendt, at RBE øges igennem SOBP, derfor vil der laves dosis-respons kurver i forskellige positioner af SOBP. I klinikken gives stråling som fraktionerede dosiser, hvilket betyder at patienter modtager en lav dosis over flere dage. Dette giver de raske celler en chance for at reparere sig selv efter en stråledosis, hvorimod kræftceller har en forringet reparationsmekanisme. På baggrund af senskaderne, kan den rette mængde fraktioneringer med den kliniske dosis på 2 Gray bestemmes, hvilket derfor leder til forskellige fraktioneringsforsøg. Projektet er lavet for at forstå de biologiske faktorer, som påvirker udfaldet i det raske væv efter protonterapi. Den indsamlede data vil bidrage til den kliniske behandling med protonterapi af patienter med kræft. Dette kan på sigt hjælpe til at man kan optimere patient behandling yderligere.