Hvad sker der i kroppen ved partikelterapi?

I Aarhus ligger Danmarks første Center for Partikelterapi, som dagligt behandler kræftpatienter fra hele landet. Men Centeret er også hjertet i et stort forskningsarbejde som foregår i et tæt samarbejde med patienterne. I denne artikel kan du møde forskeren, der arbejder for at blive klogere på, hvad der egentlig sker i kroppen, når strålerne rammer.

Af: Mette Vinter Weber    Foto: Kræftens Bekæmpelse 

Professor Brita Singers Sørensen i forsøgsrummets kontrolrum. Forsøgsrummet er identisk med behandlingsrummene. Den eneste forskel er, at hovedet på stråleapparatet ikke kan bevæge sig i forsøgsrummet. I behandlingsrummet kan det bevæge sig rundt om patienten.

Der er et mylder af liv uden for Aarhus Universitetshospital. Bilister holder i kø for at parkere og patienter, pårørende og besøgende bevæger sig ind og ud af hospitalets indgange. For nogles vedkommende blot for et kort besøg, for andre som led i behandlinger, der kræver så mange besøg, at hospitalet og dets labyrinter af gange og afdelinger bliver ganske velkendte. 

I forlængelse af hospitalet ligger også Dansk Center for Partikelterapi. Med sin moderne men diskrete facade gør bygningen ikke særligt opmærksom på sig selv, og røber intet om, at den huser et af de største nye behandlingstilbud der i de seneste år er introduceret til danske kræftpatienter. En behandling hvor partikler – den danske behandling bruger protoner – accelereres op og sendes afsted med op til 60 pct. af lysets hastighed før de rammer patientens krop.

Men ud over at tilbyde en højt specialiseret behandling til kræftpatienter, er der en anden del af Centerets arbejde som er mindst lige så vigtig. Det er forskning, som er en integreret del af Centerets DNA. For selv om den første patient fik behandling med protoner i 1954 i USA, er der stadig meget at lære om, hvad der sker i cellerne, når de bliver ramt af strålerne. Viden som er vigtig for at kunne tilrettelægge den bedste behandling til hver enkelt patient for at sikre så effektiv en behandling som muligt med så få senfølger som muligt.

Kanonkugler og spredehagl

En af de forskere, der arbejder på Dansk Center for Partikelterapi, er professor Brita Singers Sørensen. Hun er biolog og sammen med sit team bestående af en post doc og en ph.d.-studerende, arbejder hun på at forstå, hvad der sker biologisk set, når celler bliver bestrålet med protoner. 

– Man har stor viden om hvad der sker med celler, når de bliver bestrålet med fotoner som man bruger til almindelig strålebehandling. Men cellerne opfører sig anderledes når de bliver bestrålet med protoner. Det betyder, at vi ser andre effekter på både det normale væv og på kræftcellerne, og det kan have betydning for behandlingen, siger Brita Singers Sørensen. 

Partikelterapi til danske kræftpatienter

Danske kræftpatienter har gennem en årrække kunnet få behandling med partikelterapi hvis lægerne vurderede, at det ville være den bedste behandling for dem. Men indtil januar 2019 måtte patienterne til udlandet, blandt andet USA. Siden da har patienter kun behøvet rejse til smilets by, og Centeret har efterfølgende behandlet både børn og voksne med blandt andet kræft i hjernen, hoved-hals og bryst.
I dette tema kan du læse mere om partikelterapicenteret i Aarhus. 
Mød blandt andre lægen, der leder centeret
Eller Eva, der har fået behandling med protoner

Flaskerne i vandbadet indeholder celler, der skal bestråles med protoner. Den røde væske indeholder næring, som cellerne kan leve af. De blå forhindringer foran vandbadet hedder 'solid water'. De skal bremse strålerne inden de rammer flaskerne, og efterligner dermed menneskeligt væv.

Hun forklarer, at selv om begge typer bestråling skader kræftcellernes DNA, så sker det på forskellig vis. Hvor fotoner skaber små, spredte skader – lidt som et skud spredehagl – giver protoner større samlede skader – som et skud med en kanonkugle. De to behandlinger sætter derfor gang i forskellige former for reparationsmekanismer og starter forskellige processer i cellernes indre.

Forskning og behandling dør om dør

Brita Singers Sørensens arbejde foregår i et forsøgsrum, der ligger på samme gang, som de tre behandlingsrum til patienter. Rummene ligner hinanden og begge slags har et behandlingsleje monteret på en bevægelig arm, der sidder fast i gulvet. Men i stedet for patienter, er det celler og mus, Brita Singers Sørensen har på briksen i forsøgsrummet. 

Fordi forskning spiller en helt central rolle i Centerets arbejde, deltager mange af patienterne i forsøgsprotokoller, hvor de eksempelvis siger ja til at få taget blodprøver, hudprøver og vævsprøver, som kan fortælle forskerne noget om, hvordan deres krop reagerer på behandlingen. 

Cellerne fra patienter bliver dyrket i særlige flasker som bliver bestrålet for, at forskerne kan se, hvordan bestrålingen påvirker cellerne. 

– Vi har blandt andet vist, at bestråling med protoner giver en mindre aktivering af gener, der har betydning for immunforsvaret, end bestråling med fotoner gør. Samtidig bliver der aktiveret andre faktorer af betydning for immunforsvaret, ved protonterapi end ved almindelig strålebehandling. Tilsammen tyder det på, at der måske kan være en gevinst ved at kombinere protonterapi og immunterapi, siger Brita Singers Sørensen.

Hvad er protonterapi? Se video fra Dansk Center for Partikelterapi og hør ledende overlæge Morten Høyer forklare teknikken. Video: Lasse Olofsson

Forskelle fra patient til patient

En anden ting, som prøverne fra kræftpatienter måske kan hjælpe med at finde svar på, er, hvorfor patienter reagerer forskelligt på behandlingen med protoner.

Forskellene ses blandt andet ved, at der er forskel i, hvor store skader patienterne får på det normale væv og dermed, hvilke senfølger patienterne får. Skaderne kan give arvæv og eksempelvis gøre det vanskeligt at bevæge armen for kvinder efter behandling mod brystkræft. Men der er også en risiko for,  at de normale celler får skader på grund af strålerne, som ikke slår dem ihjel, men gør, at de senere udvikler sig til kræftceller. 

Forskerne undersøger blandt andet, om forskellene imellem patienter kan skyldes genetiske forskelle. Og de håber at kunne finde svar på, om der måske er markører – biologiske kendetegn ved den enkelte patient – som kan bruges til at forudsige, om tumoren er særlig følsom over for proton bestråling i forhold til foton bestråling.

Den viden kan måske føre til en endnu mere individuel behandling.

Fire forskelle

mellem protonbehandling og almindelig stråleterapi (fotonbehandling) 
 

-       Begge skader DNA’et, men fotoner skaber små, spredte skader, lidt som et skud spredehagl. Derimod giver protoner store samlede skader – som et skud med en kanonkugle. Det sætter gang i forskellige reparationsmekanismer og starter forskellige processer i cellernes indre.

-       Protoner aktiverer immunforsvaret anderledes end fotoner. Især bliver gener, der har betydning for immunforsvaret, mindre aktiveret af protoner end fotoner. Det kan have betydning, hvis man vil kombinere behandling med protoner med immunterapi

-       Der dør flere celler ved protonbehandling end ved en tilsvarende dosis fotonbehandling. Derfor sætter man dosis ned, når patienter skal behandles med protoner.

-       Det normale væv opfører sig forskelligt afhængig af hvor bestrålingen sker i kroppen. Det samme gælder ikke for fotonbestråling, og det kan være vigtigt for planlægningen af protonterapi til patienter.

Hurtig som lynet

Ny forskning tyder på, at man måske kan optimere behandlingen med protonterapi. Metoden hedder ”Flash bestråling” og går ud på at sende en stor dosis partikler afsted i en kortere puls, end man traditionelt gør i protonterapi. Metoden er endnu kun på forsøgsstadiet, men noget forskning tyder på, at teknikken giver samme skade på kræftvævet, men mindre skade på det normale væv. Man ved endnu ikke helt, hvorfor teknikken ser ud til at virke, men nogle mener, at normale celler bedre kan tåle denne form for bestråling, mens kræftcellerne er lige så følsomme over for ”Flash bestråling” som almindelig protonbestråling. På Dansk Center for Partikelterapi forsker man også i Flash bestråling

Et kig bag om behandlingsrummene. Her ses 'gantry'en', den del af anlægget der munder ud i strålehovedet, der kan drejes rundt om patienten i behandlingsrummet.

Kræftens Bekæmpelse støtter forskningen

Kræftens Bekæmpelse har støttet forskning i partikelterapi med over 52 mio. kr. Heraf kommer de godt 18,2 mio. kr. fra Knæk Cancer.

Brita Singers Sørensen har to gange modtaget støtte fra Kræftens Bekæmpelse. I 2014 fik hun en bevilling gennem Knæk Cancer-puljen ”Unge talentfulde kræftforskere” og i 2017 modtog hun støtte gennem Kræftens Bekæmpelses Videnskabelige Udvalg.

Kun tre procent af Kræftens Bekæmpelses indtægter stammer fra det offentlige. Så vi har brug for støtte fra dig og andre, der vælger at bakke op om kræftsagen og derved er med til at sikre, at færre får kræft, at flest muligt overlever kræft, og at mennesker ramt af kræft får et godt liv med eller efter kræft.

Se hvordan du kan støtte Kræftens Bekæmpelse