В ИЯФ СО РАН создают установку для щадящего избавления пациентов от рака
Газета Поиск №27-28 от 18 июля 2019 г.
Сайт Российского научного фонда 18 июля 2019 г.
Иногда путь перспективных, казалось бы, технологий в повседневную реальность тернист. Достаточно вспомнить управляемый термоядерный синтез. Особенно обидно, когда речь идет о спасении человеческих жизней, а методика лечения многие десятилетия остается экспериментальной. Именно так случилось с бор-нейтронозахватной терапией (БНЗТ) злокачественных опухолей. БНЗТ – способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей. В кровь человека вводится специальный борсодержащий раствор, благодаря чему бор накапливается в раковых клетках. Затем опухоль облучают потоком нейтронов, ядра изотопа бора-10 поглощают нейтроны, происходят ядерные реакции, в результате чего больные клетки погибают. Методика БНЗТ была предложена еще в 1936 году, всего через 4 года после открытия нейтрона. Этот способ терапии проверен на ядерных реакторах, которые использовались в качестве источника нейтронов, но внедрить реактор в повседневную клиническую практику слишком сложно. Для таких целей больше подходят ускорители заряженных частиц – компактны, безопасны и обеспечивают лучшее качество нейтронного пучка. О феноменальной эффективности БНЗТ говорят не одно десятилетие. Американские физики отрабатывали метод на мышах еще во время Второй мировой войны. Успешные эксперименты проводились и до сих пор ведутся в Японии, бор-нейтронозахватная терапия дала многообещающие результаты. БНЗТ можно применять, например, для борьбы с глиомой головного мозга, которая, увы, не лечится никаким другим способом: срок жизни пациентов с таким диагнозом весьма непродолжителен. Однако до онкологических клиник методика не дошла до сих пор.
Лет 20 спустя после первого упоминания о БНЗТ началась другая история. В только что организованном Институте ядерной физики Геннадий Димов и его коллеги впервые в Советском Союзе занялись созданием интенсивных источников отрицательных ионов водорода. Спустя много лет на основе этих работ появился тандемный ускоритель оригинальной конструкции – компактная установка, где сначала ускоряются отрицательные ионы, затем они преобразуются в протоны и ускоряются еще раз. «Бомбардируя» пучком ускоренных протонов специальную нейтронообразующую мишень, получают поток нейтронов с нужными для БНЗТ свойствами.
Две истории слились в одну совсем недавно: ИЯФ включился в работу над методикой БНЗТ лет 15 назад, предложив использовать тандемный ускоритель. В 2014 году благодаря гранту РНФ была создана совместная лаборатория БНЗТ Института ядерной физики и Новосибирского государственного университета, в которой было получено несколько важнейших результатов. Так, в сотрудничестве с Университетом Цукубы и Институтом синтетических полимерных материалов РАН запатентован и протестирован новый способ измерения поглощенной дозы при БНЗТ, для чего к препарату адресной доставки бора прикрепили изотоп, активирующийся под действием нейтронов. При помощи сотрудников Всероссийского научно-исследовательского института технической физики (Снежинск) и Университета науки и технологий (Алжир) оптимизировали систему формирования терапевтического пучка нейтронов. Совместно с сотрудниками Университета Цукубы и Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН установили, что облучение нейтронами опухолевых клеток, предварительно инкубированных в среде с бором, ведет к значительному подавлению их жизнеспособности, – этот результат подтверждает качество пучка нейтронов. Вместе с учеными Института цитологии и генетики СО РАН провели доклинические испытания на лабораторных животных – излечили мышей с привитой опухолью глиобластомы человека, что, кстати, сложнее, чем вылечить человека. В 2019 году работы вышли на финишную прямую: реализация нового проекта РНФ «Разработка ускорительного источника эпитепловых нейтронов и проведение бор-нейтронозахватной терапии злокачественных опухолей» должна, наконец, привести к созданию установки, которую можно будет поставить в десятках онкологических клиник, и внедрению методики БНЗТ в российскую клиническую практику.