В ходе исследования, проведенного в Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований , ученые подтвердили, что использование флэш-режима в радиотерапии поможет сберечь окружающие опухоль здоровые ткани.

Результаты эксперимента показали большую выживаемость клеток при облучении протонами во флэш-режиме в отличие от облучения при стандартных мощностях доз. Эксперимент проводился на установке этой лаборатории - фазотроне - с образованием высокоинтенсивного протонного пучка. По мнению ученых, данное исследование поможет в развитии методов радиотерапии в будущем, а также приблизит их к пониманию механизма действия флэш-эффекта.
Флэш-терапия - инновационный метод облучения, основанный на одноименном явлении - флэш-эффекте. Смысл метода в том, что вся лечебная доза подводится к патологическому очагу (опухоли) за очень короткое время - порядка нескольких десятков миллисекунд. В таком режиме облучения уменьшается степень повреждения нормальных тканей, окружающих опухоль и попадающих под действие излучения, в то же время воздействие на раковые клетки сохраняется практически на прежнем уровне, что улучшает перспективу локального контроля опухоли при меньшей частоте возникновения побочных эффектов.
В настоящее время получены определенные результаты, в частности, показано, что флэш-терапия эффективно снижает токсичность в легких, кишечнике, головном мозге и коже лабораторных животных, а также позволяет сохранять противоопухолевый эффект в раковых клетках. При этом флэш-терапия на пучках электронов в первую очередь подходит для поверхностных опухолей (например, рака кожи), тогда как с помощью протонной флэш-терапии можно лечить глубоко расположенные новообразования. Это связано с тем, что протоны отличаются отсутствием рассеяния излучения в теле и возможностью торможения пучка на заданной глубине. При этом с глубиной проникновения плотность энергии возрастает, величина поглощенной дозы увеличивается, достигая так называемого пика Брэгга - максимума в конце пробега частиц.
Пилотные работы по исследованию флэш-эффекта были начаты в ОИЯИ еще в 2020 году. С этой целью на фазотроне был сформирован высокоинтенсивный, однородный в сечении, протонный пучок. Были также спроектированы, изготовлены и успешно испытаны две ионизационные камеры для мониторинга интенсивности пучка и измерения его горизонтального и вертикального профилей, разработано программное обеспечение для экспресс-обработки отсканированных изображений с радиохромных пленок, запечатлевающих профили пучка. Все это позволило начать проведение исследований флэш-эффекта при облучении как клеточных культур, так и малых лабораторных животных (мышей, крыс).
По результатам эксперимента ученые отметили, что облучение протонами при сверхвысокой мощности дозы снижает выживаемость клеток меньше, чем облучение в стандартном режиме. Это позволило сделать вывод, что облучение во флэш-режиме оказывается для здоровых клеток более щадящим. Поэтому дальнейшее изучение флэш-эффекта представляет огромный теоретический и практический интерес. Применение флэш-режима в радиотерапии может минимизировать повреждения здоровой ткани и сократить количество фракций облучения.