الگوریتم نوین پرتو‌ درمانی؛ تلاشی برای اثربخشی همراه با کاهش عوارض جانبی

پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی مدلی ریاضی برای محاسبه یدرمانپرتودرمانی توسعه داده اند که می تواند در عین دادن نتایجی مشابه پرتودرمانی مرسوم، به شکلی اساسی باعث کاهش عوارض جانبی شود.

بیماران مبتلا بهسرطان، درمان پرتوی را با هدف نابودی تومور ها دریافت می کنند. دوز این درمان به شکل مساوی و طی چند جلسه در چند روز یا چند هفته تنظیم می شود. این نحوه ی دریافت درمان به دلیل اثر جزءبه جزء است: در صورتی که همان دوز فیزیکی در چند جزء به بیمار داده شود، در طی فواصل درمانی سلول های سالم فرصت بهبود خواهند داشت؛ در نتیجه آسیب سلولی القاشده توسط پرتو در بیمار کمتر خواهد بود.

اما آیا هر روز باید از دوز مشابه روز قبل استفاده کرد؟ به گفتهدیوید پاپ، استادیار ریاضیات در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی:

دوزهای مختلفی که با دقت به منظور کاهش اثرات جانبی طراحی شده اند، می توانند به همان میزان مؤثر باشند... میزان سودمندی این روش هرگز مورد ارزیابی قرار نگرفته است. زمانی که در فرآیند محاسبه ی درمان از توزیع دوزهای گوناگون برای جزءهای مختلف استفاده می کنیم، الگوریتمی که اکنون با هدف تعیین بهترین درمان شخصی سازی شده مورد استفاده قرار می گیرد، کارایی ندارد.

پاپ شروع به توسعه و آزمایش رویکردی موسوم بهتجزیه وابسته به فضا-زمانکرد که دوز پرتوتابی به بافت های سالم را در عین حفظ اثر ضد توموری پرتودرمانی، می کاهد. در یک مطالعه ی اثبات مفهومی، پاپ این مدل را علیه تکه هایی از پنج تومور کبدی مختلف به کار برد که هر کدام از آن ها نشان دهنده ی ابعاد و مکان توموری منحصربه فردی بودند تا بدین وسیله امکان مقایسه با درمان های بالینی واقعی را فراهم آورند.

پاپ می گوید:

ما می خواستیم ببینیم مزایای کمّی چنین پروتکل نوینی چه خواهد بود

و در ادامه این پرسش را مطرح می کند:

درحالی که اطمینان حاصل می کنید تومور مقدار ثابت و مؤثری از پرتو را دریافت کند، تا چه مقداری می توانید اثر پرتوتابی برکبدرا بکاهید؟ یک کاهش بیست درصدی می تواند اثرات جانبی را به قدری کاهش دهد که تغییر رویه ی بالینی روزمره را تضمین کند.

مدل پاپ بدون به خطر انداختن سایر اهداف بالینی، دوز کبدی را ۱۳ تا ۳۵ درصد کاهش داد. او با هدف انجام آزمایش های درون بدن انسان، شروع به تصحیح مدل خود برای تقویت بیشتر آن کرده است. پاپ می گوید:

درمان های پرتوتابی رایج ضرورتا بیشترین منفعت را ندارند...پروتکل ما می تواند از طریق دادن دوز یک جزئی به بخش هایی از تومور در هر جز از درمان و دادن دوز ثابت کمتری به کبد و دیگر بافت های سالم؛ به شکلی اساسی عوارض جانبی در بیمار را کاهش دهد و در عین حال اثربخشی درمان های مرسوم را هم حفظ می کند.

این پژوهش در مجله یPhysics in Medicine and Biologyمنتشر شده است. پاپ نویسند ه ی مسئول مقاله است.ملیسا گادیفارغ التحصیل دوره ی کارشناسی،سرکان ایلدیزپژوهشگر دوره ی پسا دکترا از مؤسسه ی علوم کاربردی ریاضیات و آمار (SAMSI) وجن اونکلباخمتخصص اونکولوژی پرتوتابی در بیمارستان دانشگاهی زوریخ، همکاران این مقاله هستند.