Учёные впервые продемонстрировали, что радиоактивные ионные пучки могут не только разрушать опухолевые клетки, но и одновременно служить инструментом для их точного визуального контроля. Результаты опубликованы в журнале «Nature Physics».
Над проектом работала международная команда: специалисты из исследовательского центра GSI (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Германия), комплекса FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) и кафедры медицинской физики Мюнхенского университета имени Людвига-Максимилиана (Ludwig-Maximilians-Universität, LMU) под руководством профессора Катии Пароди (Katia Parodi).
Методы исследования
Проект BARB (Biomedical Applications of Radioactive Ion Beams) базируется на идее использовать радиоактивные ионы для двойной задачи — терапии и диагностики в реальном времени. Такая стратегия позволяет снизить главную проблему современной протонной и ионной терапии — так называемую «неопределённость по глубине проникновения», когда луч может отклониться всего на несколько миллиметров и попасть в здоровые ткани.
Для экспериментов применяли интенсивные пучки ускорителя SIS18 в рамках программы FAIR Phase 0. Важную роль сыграл уникальный детектор ПЭТ (позитронно-эмиссионной томографии), разработанный в лаборатории профессора Тайги Ямая (Taiga Yamaya) при институте QST-Chiba (National Institutes for Quantum Science and Technology, Япония) и доработанный в LMU. Этот прибор способен «подглядывать» за ионным пучком прямо во время процедуры облучения.
Результаты исследования
Учёные провели первую обработку опухоли у мыши — остеосаркомы в области шеи, рядом со спинным мозгом. Зона крайне чувствительная: даже минимальная ошибка грозила параличом. Тем не менее, использование радиоактивного углеродного пучка (^11C, период полураспада около 20 минут) позволило полностью подавить рост опухоли при дозе 20 Грэй, не вызвав тяжёлых неврологических осложнений.
«Идея применять один и тот же пучок и для лечения, и для контроля — это шаг, который может изменить саму парадигму лучевой терапии», — отметил профессор Марко Дуранте (Marco Durante), руководитель проекта BARB.
Технология завтрашнего дня
В публикации соавтор, физик Джулио Ловатти (Giulio Lovatti), подчеркнул: «Нам удалось впервые продемонстрировать возможность контроля опухоли у живого организма с помощью изображений в реальном времени».
Работа команды показывает, как фундаментальная ядерная физика превращается в инструмент клинической медицины. «BARB убедительно демонстрирует: тесное сотрудничество исследовательских групп GSI/FAIR с LMU и международными партнёрами — модель для будущего», — добавил профессор Дуранте.
Заключение
Авторы подытожили: терапия радиоактивными ионными пучками безопасна, точна и может найти применение не только в онкологии, но и при некоторых неонкологических заболеваниях (например, при абляции аритмогенных очагов в сердце).
Дальнейшие эксперименты будут проведены на фрагментном сепараторе Super-FRS (FAIR), который позволит создавать ещё более интенсивные пучки. Последняя серия испытаний в рамках проекта BARB завершилась в мае этого года, и учёные уверены: их предклинические данные прокладывают дорогу к будущему внедрению RIB-терапии в клинику.
Литература:
Daria Boscolo et al, Image-guided treatment of mouse tumours with radioactive ion beams, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02993-8