Недавнее исследование, проведенное учеными из Института современной физики Академии наук Китая и их коллегами, позволило достичь значительного прогресса в понимании микроскопических механизмов, лежащих в основе терапии рака тяжелыми ионами. Это открытие может привести к оптимизации стратегий лечения рака и разработке новых технологий лучевой терапии.
Терапия тяжелыми ионами представляет собой передовой метод лучевой терапии, использующий пучки тяжелых ионов для уничтожения раковых клеток. С момента предложения этой концепции в 1946 году более 50 тысяч пациентов по всему миру прошли курс лечения тяжелыми ионами.
Сюй Шэньюэ, ведущий научный сотрудник Института современной физики АНК, отметил, что тяжелые ионы в два-три раза эффективнее традиционной рентгеновской лучевой терапии в уничтожении раковых клеток при одинаковой дозе облучения. Это связано с их способностью более эффективно вызывать двухцепочечные разрывы ДНК в опухолевых клетках, что приводит к более сильным биологическим эффектам.
Однако, несмотря на очевидные преимущества, конкретный микроскопический механизм, лежащий в основе этих эффектов, долгое время оставался неясным. Для решения этого вопроса исследователи провели эксперименты в центре исследований тяжелых ионов в Ланьчжоу, административном центре провинции Ганьсу на северо-западе Китая.
В ходе экспериментов ученые впервые наблюдали межмолекулярный каскадный механизм переноса энергии и протонов, запускаемый облучением тяжелыми ионами в биомолекулярных кластерах. Ма Синьвэнь, также ведущий научный сотрудник Института современной физики АНК, подчеркнул, что наблюдаемый механизм проливает свет на молекулярные механизмы радиационного повреждения и может сыграть ключевую роль в оптимизации методов лучевой терапии в будущем.
Исследование было проведено в сотрудничестве с учеными из Иркутского государственного университета в России, Гейдельбергского университета в Германии, Университета науки и технологий Китая, Сианьского университета «Цзяотун» и Ланьчжоуского университета. Результаты исследования были опубликованы в виде специальной статьи в журнале Physical Review X.