Existem alguns tumores cancerígenos que nem mesmo uma cirurgia, a quimioterapia ou a radioterapia tradicional podem curar. Esses tumores resistentes contribuem para tornar a doença uma das principais causas de mortalidade em todo o mundo, mas a comunidade científica está repleta de ideias para tornar as fatalidades por câncer uma coisa do passado. Entre as últimas inovações médicas e tecnológicas, o progresso na terapia de partículas - o processo de irradiar tumores usando feixes de partículas altamente energéticos gerados por um acelerador de partículas - permite o tratamento de tumores que, de outra forma, seriam fatais.

Mais do que 10, 000 pequenos aceleradores lineares de elétrons (linacs) são usados ​​atualmente para tratamento de câncer em todo o mundo. A maioria dessas máquinas depende de feixes de fótons gerados por elétrons para irradiar seu alvo. Algum, Contudo, usar o próprio feixe de elétrons para irradiação direta de elétrons de baixa energia, embora isso só possa atingir tumores superficiais. Esses métodos diferem da terapia com hadrons, uma técnica baseada na irradiação com prótons ou feixes de íons pesados.

Um possível complemento para a terapia de hadron e elétrons de baixa energia é o uso de feixes de elétrons de alta energia, que pode penetrar muito mais profundamente nos tecidos. Contudo, esta técnica raramente é usada devido ao custo mais alto e ao tamanho maior do acelerador necessário para produzi-los em comparação com as instalações de fótons. Além disso, seu perfil de profundidade é menos bem definido do que aquele obtido com vigas de hadron. Desenvolvimentos recentes em aceleração de alto gradiente para aceleradores lineares compactos, impulsionado principalmente pelo estudo CLIC no CERN, começaram a mudar a história.

Uma descoberta recente pode constituir mais um passo em direção ao uso de feixes de elétrons de alta energia. Dois estudos envolvendo as universidades de Strathclyde e Manchester foram realizados no acelerador linear de elétrons para pesquisa do CERN (CLEAR), uma instalação de teste que atende aos esforços de pesquisa e desenvolvimento em tecnologia de acelerador. Os pesquisadores testaram uma nova técnica de irradiação envolvendo feixes de elétrons de alta energia (VHEE) focados em um pequeno, ponto denso. Ao focalizar um feixe VHEE com uma lente eletromagnética de grande abertura, eles estabeleceram que as partículas podem viajar vários centímetros de profundidade em um fantasma de água (um grande balde de água usado para estudos sobre radiação) sem espalhamento significativo, isto é, enquanto permanece focado em um bem definido, volume de destino. Tal feixe poderia, portanto, teoricamente ser usado para tratar células cancerosas profundamente arraigadas com danos limitados aos tecidos circundantes.

Esta é uma notícia promissora para a comunidade de tecnologia médica por uma variedade de razões:feixes VHEE produzidos por linacs compactos em ambientes clínicos não só ofereceriam uma alternativa mais econômica para outras terapias de feixe de partículas, mas também forneceriam aos médicos um meio altamente confiável, como sua dispersão em tecido não homogêneo é limitada. Esses fatores podem expandir drasticamente o número de pacientes elegíveis para a terapia de elétrons. Adicionalmente, Os feixes VHEE seriam compatíveis com a radioterapia FLASH, uma técnica para entregar partículas altamente energéticas aos tecidos quase que instantaneamente (em menos de um segundo). O CERN e o Lausanne University Hospital (CHUV) uniram forças recentemente com o objetivo de construir uma instalação clínica de alta energia para a terapia FLASH, com testes preliminares a serem realizados nas instalações do CLEAR.

O feixe VHEE ultrafocado é fruto direto dos avanços na tecnologia de aceleração linear alcançados pelo estudo CLIC no CERN. Isso atesta a relevância desse campo de pesquisa não apenas para a física de partículas, mas para a sociedade como um todo. Embora os feixes VHEE exijam mais pesquisas antes que as aplicações práticas em um ambiente clínico sejam encontradas, os resultados do CLEAR contribuem para ampliar o campo de possibilidades para o tratamento do câncer.