Ракът все още остава значително предизвикателство за здравето в световен мащаб, като всяка година милиони хора са диагностицирани и губят живота си. Разработени са различни видове лечения за борба с рака, включително химиотерапия, лъчетерапия и хирургия. Въпреки това, тези възможности за лечение идват със значителни недостатъци, като тежки странични ефекти, които могат да увредят здравите клетки и тъкани.
Terahertz терапията е нов подход в областта на лечението на рак, който показа положителни резултати в последните проучвания. В тази публикация в блога ще проучим какво представлява терагерцовата терапия и как действа срещу рака.
Какво е терахерцово излъчване?
Терахерцовото (THz) лъчение е част от електромагнитния спектър, който се намира между инфрачервените лъчи и микровълните. THz радиацията има уникални свойства, които я правят подходяща за широк спектър от потенциални приложения в науката и технологиите. Едно такова приложение е терагерцовото медицинско изображение.
THz радиацията има ниски нива на фотонна енергия, което означава, че не причинява йонизация или не създава вредни свободни радикали като рентгеновите лъчи. Това свойство прави THz радиацията безопасна за живите организми, когато се използва при по-ниски интензитети, които обикновено се изискват в биомедицинските приложения.
Какво представлява терагерцовата терапия при рак?
Terahertz терапията включва използването на високочестотни електромагнитни вълни, вариращи от 0,1-10 THz за лечение на ракови клетки. Терапията действа чрез излагане на раковите клетки на терахерцово лъчение при определени честоти, което може да ги накара да претърпят селективна апоптоза. При този процес раковите клетки се самоунищожават, без да увреждат околните здрави тъкани.
Терахерцовите вълни взаимодействат с водните молекули в биологичните тъкани и генерират топлина чрез процес, наречен резонансна абсорбция. В резултат на това раковата тъкан има уникално водно съдържание в сравнение с нормалната тъкан, което позволява селективно насочване към туморната област, като същевременно щади здравите околни тъкани.
Изследване на терагерцова терапия
Проучванията показват, че терахерцовото лъчение има значителен потенциал като иновативна възможност за лечение на различни видове рак, като рак на белия дроб, дебелото черво, гърдата и кожата.
Едно проучване, проведено от изследователи от Токийския университет, установи, че високочестотното терахерцово лъчение ефективно индуцира апоптоза в клетките на аденокарцином на гърдата MCF-7, като същевременно оставя нормалните епителни клетки на гърдата MCF-10A невредими. Освен това, те отбелязаха никакви неблагоприятни ефекти, наблюдавани след лечението. [1]
Друго проучване, публикувано в Journal of Biomedical Optics, съобщава за успешни резултати от използването на THz терапия при рак на кожата с меланом. [2] Те показаха, че лечението на меланомни тумори със специфични терахерцови честоти значително намалява скоростта на растеж на тумора и увеличава скоростта на апоптоза в туморните клетки, като оставя незасегната здравата околна тъкан.
Освен това изследванията показват също, че терагерцовата терапия може да подобри ефективността на други лечения на рак, като химиотерапия и лъчетерапия.
Проучване, публикувано в Sensors (Базел), съобщава, че прилагането на THz радиация с нисък интензитет върху раковите клетки на гърдата повишава чувствителността към цисплатин, широко използвано лекарство за химиотерапия. [3]
Освен това е доказано, че терахерцовото лъчение повишава нивата на оксигенация на тумора, което може да подобри ефикасността на лъчетерапевтичното лечение, като улеснява йонизиращото лъчение да убива раковите клетки.
Терахерцово лъчение при диагностика на рак
Рак на кожата
Терахерцовото изобразяване демонстрира своя потенциал при откриване на границите и дълбочината на тъканите на рак на кожата с висока точност, което е от решаващо значение за предотвратяване на рецидив и позволява прецизно отстраняване. За разлика от техниките за визуално или MR изобразяване, терагерцовото изобразяване може да подчертае не само разпространението на рака върху кожата, но и дълбочината му на проникване в тъканта.
Тези данни помагат на хирурзите да се насочат само към злокачествената област и да избегнат ненужното отстраняване на здрава тъкан. Освен това терагерцовото изобразяване може да подобри диагностицирането в случаи като орален и храносмилателен рак чрез идентифициране на ракови повърхности на вътрешните органи. [4]
Орален рак
Оралният рак е вид епителен карцином, подобен на рака на кожата, който засяга различни органи в областта на устата. THz ендоскопите се появиха като компактен и прецизен метод за идентифициране на границите на злокачествени тъкани в сравнение с обемистите устройства за ЯМР или УЗ изображения.
Изследването приложи техниката на замразяване за откриване на участъци от орална тъкан, засегнати от рак, което позволи на THz радиация да разграничи клетъчните структури между нормални и злокачествени области, въпреки високото съдържание на вода в оралните тъкани. [4] В резултат на това тази система има потенциала да локализира раковите заболявания по-дълбоко в тъканта с по-висока точност и ефективност от преди.
Рак на гърдата
Хирургичното изрязване на тумор на гърдата е особено критично поради потенциалното въздействие върху качеството на живот и произтичащите от това психологически последици. Традиционните техники като MR изображения и мамографии, базирани на рентгенови лъчи, са неудобни за пациентите и не е задължително да предоставят точна информация по време на операция за запазване на гърдите.
Скорошни проучвания показват, че THz технологията може ефективно да определи границите на тумора, като по този начин намалява необходимостта от ненужни изрязвания. Изследователите демонстрираха потенциала на изобразяването на устройството Terahertz, като сравниха неговата точност при откриване на размера и формата на границите на тумора с хистопатологични изображения, получени от 22 тъканни проби от рак на гърдата при жени.
Нещо повече, изследователите са използвали ръчна THz система за сонда, за да анализират 48 резецирани проби от рак на гърдата, което води до процент на точност от 75-69%, процент на чувствителност от 86-87% и процент на специфичност от 66-54%, използвайки различни методи. [4]
Заключение
Terahertz терапията представлява иновативен подход към лечението на рак със значителен потенциал за безопасно и ефективно насочване към раковите тъкани. С по-нататъшни изследвания и разработки, технологията THz може да промени играта в областта на терапията на рак, потенциално водеща до подобрени резултати за пациентите с по-малко странични ефекти от сегашните лечения. Един такъв пример е Терахерцовата пръчка.
