Na rychlosti záleží

Radioterapie je nenahraditelnou součástí terapeutických postupů přibližně u dvou třetin pacientů s nádorovým onemocněním. Cílem ozáření je zahubit nádorové buňky a okolní tkáně zachovat funkční. Současné ozařovací techniky se snaží vyvážit rozdíly mezi radiosenzitivitou zdravých okolních tkání a radiorezistencí nádorových buněk. Úskalí užívaných ozařovacích technik tedy souvisí s relativně málo selektivním efektem záření na nádorové a zdravé tkáně.

Aktuálně se k lékařskému ozáření užívá fotonů, elektronů a nabitých částic (z nich v ČR pouze protonů, mimo ČR i těžkých iontů). Standardní radioterapie spočívá v každodenním ozařování s víkendovou pauzou, často po dobu několika týdnů.

Jednou z možností rozšíření terapeutického okna je užití jiných ozařovacích postupů a cílových objemů. Jedná se například o stereotaktickou radioterapii, kdy je ozáření provedeno pouze při malém počtu sezení (frakcí) po větších jednotlivých dávkách. Zde je záření cíleno na menší ozařovaný objem, například pouze na viditelný nádor, bez preventivního ozáření mízních uzlin.

Jinou možností je posílení radioterapeutického efektu kombinací s účinnou systémovou (celotělovou) terapií, kterou v současné době reprezentuje především chemoterapie, imunoterapie či biologická léčba (viz Vesmír 104, 574, 2025/10).

Vývoj nových léčebných schémat v onkologii zahrnuje i znovuobjevenou tzv. „bleskovou“ či „mžikovou“ radioterapii (angl. termín FLASH radiotherapy). Jde o kvalitativně rozdílnou aplikaci radioterapie. Principem tohoto přístupu je dodání předepsané dávky záření extrémně vysokým dávkovým příkonem, konkrétně vyšším než 40 Gy/s. Konvenční radioterapie využívá dávkové příkony v řádu 1 až 4 Gy/min. Pro lepší představu: při mžikové radioterapii by se zkrátila doba aplikace jednoho ozáření pod 0,1 sekundy oproti dnešním několika desítkám minut. Přibývají důkazy, že tato metoda může být překvapivě vysoce účinná se selektivním destrukčním efektem na nádorové buňky.

Toto selektivní působení bylo v odborné literatuře nazváno FLASH efektem. Jeho mechanismus není dosud zcela objasněn a existuje několik teorií, kterými lze rozdílnou odpověď nádorových a zdravých buněk na radioterapii extrémně rychlým dávkovým příkonem vysvětlit.

Znovuobjevení již objeveného

Myšlenka extrémně rychlého dodání dávky záření do nádoru není tak nová. Již na konci padesátých let 20. století se v experimentech s ozařováním bakterií vysokým dávkovým příkonem pozorovalo, že buňky reagují jinak na ozáření během velmi krátkého času než na ozáření v delším čase. V sedmdesátých letech pak následovaly experimenty na tkáňových kulturách savčích buněk a na zvířecích modelech. Zkoumala se biologická odpověď a reparační mechanismy po pulzním ozáření s rychlým dávkovým příkonem pomocí elektronů či záření X. Především kvůli technické náročnosti ozařování extrémně vysokým dávkovým příkonem však tato problematika přechodně ustoupila do pozadí.

1. Časově-prostorové schéma osvětlující působení ionizujícího záření na tkáň. Rychlost jednotlivých dějů a interakcí v čase.

Volně dle M. C. Vozenin et al.: Nat Rev Cancer., 2026, DOI: 10.1038/s41568-025-00878-9.

Renesanci zájmu znamenal rok 2014, kdy Vincent Favaudon a spol. z Institute Curie v Paříži publikovali výzkum nádorů plic na myších modelech. Po ozáření dávkou 20 Gy s dávkovým příkonem vyšším než 40 Gy/s v pulzech kratších než 500 ms nedošlo k vývoji postradiačního poškození charakteru plicní fibrózy, zatímco při ozáření dávkou 15 Gy konvenční radioterapií dávkovým příkonem menším než 0,03 Gy/s ano. Navíc bylo ozáření extrémně vysokým dávkovým příkonem stejně účinné v potlačení růstu nádoru jako konvenční radioterapie.

Širší výzkum této techniky narážel na úskalí náročnosti technologie, dozimetrie a na reprodukovatelnost. V posledních letech však stoupá počet pracovišť, která jsou schopna na tomto poli experimentovat. Pro komunitu radiačních onkologů, radiologických fyziků a radiobiologů je tato problematika velmi atraktivní. Mžiková radioterapie má již svůj celosvětový kongres. V roce 2025 hostila pátý ročník „FLASH Radiotherapy and Particle Therapy Conference“ (FRPT 2025) Praha.

Mechanismy FLASH efektu

V rámci snahy o obecný popis mechanismu vlastní mžikové radioterapie je vhodné si uvědomit typické rozdělení rychlostí jednotlivých dějů a interakcí v čase a prostoru (viz obr. 1).