(Phys.org) - A terapia de radiação por micro-ondas (MRT) oferece uma promessa tremenda para pacientes com câncer por meio de sua capacidade de destruir células tumorais enquanto protege o tecido saudável circundante. No entanto, a pesquisa sobre seu uso clínico foi limitada pelo tamanho da tecnologia necessária para gerar os feixes. Até agora, administrar MRT exigia aceleradores de elétrons massivos conhecidos como síncrotrons. Mas com um novo emissor de micro-feixe desenvolvido na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, a tecnologia foi reduzida, abrindo as portas para a pesquisa clínica.

Em um estudo publicado online por Cartas de Física Aplicada , uma equipe multidisciplinar liderada pelo professor de física Otto Zhou, PhD; Professor Associado de Radiação Oncológica X. Sha Chang, PhD; e o professor de física Jianping Lu, PhD, construiu um dispositivo usando tecnologia de matriz de fonte de raios-x baseada em nanotubos de carbono desenvolvida na UNC que pode gerar radiação de micro-feixe com características semelhantes aos feixes gerados pela radiação síncrotron. Pesquisadores de Ciências Aplicadas e Radiologia da UNC também participaram deste estudo.

Zhou, membro do UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center, aponta para vários estudos que mostraram que a radiação microbeam destruiu tumores e aumentou a sobrevivência em até um fator de dez em animais portadores de tumor cerebral tratados com a técnica. Embora o potencial da tecnologia tenha sido comprovado, a enorme infraestrutura necessária para realizar os estudos tem impedido que pesquisas sejam feitas para uso clínico.

"A inovação aqui, o que temos feito na universidade, é construir equipamentos que sejam compactos e possam ser potencialmente usados ​​em um hospital e atingir valor terapêutico semelhante. O fato de que o micro feixe pode fornecer o efeito de radiação é conhecido, os experimentos foram feitos, mas o uso do equipamento baseado em síncrotron não é prático, "disse Zhou.

A radioterapia no uso clínico atual banha uniformemente os tumores em radiação de alta dose, mas a toxicidade da radiação limita o tamanho dos tumores que podem ser tratados com segurança. MRT dosa a área com planos paralelos finos de radiação, até algumas centenas de mícrons de largura, criando um padrão listrado de irradiação através do tumor. Em testes com animais de laboratório, esta abordagem leva a menor toxicidade e a capacidade de administrar com segurança uma dose muito maior para tratar tumores radiorresistentes, como tumores cerebrais.

A equipe já mostrou que seu dispositivo MRT compacto pode gerar doses semelhantes e distribuição de radiação em animais de laboratório, como visto nos estudos baseados em síncrotron, capaz de fornecer com precisão a radiação do micro-feixe ao local do tumor cerebral em camundongos. Com esse conhecimento, eles começaram a trabalhar para determinar se os animais tratados com seu dispositivo apresentam os mesmos benefícios terapêuticos que os dos estudos do síncrotron. Isso permitiria aos pesquisadores da UNC e de outros lugares iniciar o nível de pesquisa em MRT necessário para provar que pode beneficiar pacientes humanos.

"Imaginem qual poderia ser o impacto clínico potencial. Em muitos casos de câncer cerebral em crianças, normalmente o prognóstico não é bom. A toxicidade da radiação para o tecido em desenvolvimento é muito mais grave do que para os adultos. Esta radiação pode controlar o tumor, mas não danifica o tecido normal. Tem um grande potencial para aplicação clínica, "disse Chang, um membro da UNC Lineberger.

Devido à capacidade limitada dos pesquisadores de estudar os efeitos do MRT, pouco se sabe sobre por que a radiação destrói os tumores, mas causa danos mínimos aos tecidos circundantes. Um emissor MRT mais compacto permitiria que mais pesquisadores acessassem a tecnologia e estimularia um maior nível de pesquisa sobre a interação entre a radiação e a biologia, de acordo com Lu.

"Um dos objetivos da pesquisa é entender por que funciona, "disse o Lu.