טיפול בסרטן בעזרת לייזר

?מהו סרטן

-רקע

בגוף מתחלקים תאים שבהן מספר, שונות הוא שם כללי למחלות סרטן•

ממאיר גידול הצטברות של תאים כאלה יוצרת. בצורה בלתי מבוקרת

ובמקרים מסוימים חלק מתאים אלה נודד למקומות אחרים , (ניאופלזיה)

.גרורות בגוף ויוצר

סרטן . אונקולוגיה שדה המחקר והטיפול במחלת הסרטן ברפואה נקרא•

מפני שככל שתיווצרנה , הוא מושא מחקר חשוב עם עליית תוחלת החיים

למרות התקדמות ניכרת . כך האדם יחיה יותר, פחות מוטציות בגנום

של סרטן ישנה חשיבות גבוהה לגילוי מוקדם, בפיתוח טיפול בסרטן

מאחר שאחוזי הריפוי של סרטן התחלתי הינם , בשלביו ההתחלתיים

בעוד סרטן שהתגלה בשלבים מאוחרים בדרך כלל אינו ניתן , גבוהים

.ועלול להוביל למוות, לריפוי

היווצרותו של הסרטן

בכל יום מתים תאים . מורכב מסוגי תאים רבים ואיננו סטטיגוף •

. ותיקים ותאים חדשים נוצרים באמצעות מנגנון של התחלקות

, בתהליך תקין ונורמלי התאים מתחלקים רק כאשר יש חסר בתאים

, יכול להיווצר מצב. ואז הם נקראים לתפוס מקום של תאים ישנים

שבו התאים ממשיכים להתחלק גם כאשר אין צורך בהם ואז הם

שאיננו הורס את שפיר :ישנם שני סוגי גידולים. יוצרים גידול

, הרקמה ממנה הוא נוצר ואינו מתפשט לרקמות מרוחקות

מתחלקים ללא כל זה הם במקרה . שהוא גידול סרטני ממאירו

משתלטים על האיברים הסמוכים להם ומפריעים , פיקוח וללא סדר

והם עלולים לפלוש , הם חוזרים לאחר שהוסרו, להם בתפקוד

לרקמות מרוחקות באמצעות זרם הדם או הלימפה להתיישב שם

שאחד ממאפייניה הוא , גרורה תהליך שנקרא. ולגרום להם נזק

.קיום תכונות דומות לגידול הראשוני ממנו התפתחה

שגרם לתא , ברוב המקרים לא ניתן לדעת מהו האירוע הראשוני•

ניתן לתאר את בביולוגיה מולקולרית, אולם. להפוך לסרטני

, לדוגמה. ולצפות את התנהגותו ברמה מסוימת, המוטציות בגידול

שנקרא p53סרטן מהגידולים מראים מחסור של גן מעכב 50% -כ

". שומר הגנום"גם

?מהי גרורה

:דרך הגוף בשני מנגנונים להתפשט סרטן מסוגל•

התפשטות מתייחסת להתפשטות ישירה של . -מקומית התפשטות 1.

.שכנההסרטן לרקמה

מתייחסת ליכולת של תאים סרטניים לחלחל דרך גרורה -גרורה מרוחקת 2.

ולהתפשט , לנוע בחופשיות דרך מחזור הדם, קשרי הלימפה וכלי הדם

הסרטן הוא קטלני מאוד כאשר הוא . לרקמה בריאה במקום אחר בגוף

.גרורה

גורמים וסוגים של סרטן

תהליך טבעי שעובר הגוף , סרטן נגרם על ידי שינויים גנטיים בגרעין התא•

.במהלך הזדקנותו

כיום מקובלת ההנחה שישנם גורמים מסוימים אשר מאיצים שינויים •

, בקטריאליים, ויראליים, פיזיקליים, כימיים: כגון, גנטיים בגרעין התא

..תורשתיים ועוד, הורמונליים

אם מתגלות במצב , חלקן. מושג הסרטן רחב מאוד וכולל מחלות שונות•

סרטן של : וחלקן קשות יותר, ניתנות בדרך כלל לטיפול מהיר, מוקדם

סרטן , סרטן בדרכי השתן, סרטן של מערכת הראייה, מערכת העצבים

.. סרטן ריאות ועוד ועוד, סרטן העור, סרטן במערכת העיכול, השד

סוגי טיפול בסרטן

כירורגי טיפול•

(רדיותרפיה)טיפול בקרינה •

(כימותרפיה)טיפול כימי •

(אימונותרפיה)טיפול חיסוני •

(הורמונתרפיה)טיפול הורמונלי •

תרפיה במיקרוגל•

משליםטיפול •

טיפול בלייזר•

?כיצד הלייזר מטפל במחלת הסרטן

או לכיווץלייזר יכול לשמש . בסרטןטיפול בלייזר משתמש באור בעוצמה גבוהה לטיפול •

סרטן על פני הגוף או על )לייזר משמש בדרך כלל לטיפול בסוגי סרטן שטחיים . גידולים הרס

וכן בשלבים מוקדמים , כמו סרטן עור של תאי בסיס, (הציפוי הפנימי של איברים פנימיים

סרטן , סרטן של איבר המין הזכרי, כגון סרטן צוואר הרחם, מאוד של מספר סוגי סרטן

.ריאה של תאים לא קטניםוסרטן , וגינאלי

. כמו דימומים או חסימות, לייזר יכול לשמש גם להקלה על סימפטומים מסוימים של סרטן•

לייזר יכול לשמש לכיווץ או הריסה של גידול החוסם את קנה הנשימה של חולה או , למשל

לייזר יכול לשמש גם להסרה של פוליפים במעי הגס או של גידולים . את הושט שלו

.החוסמים את המעי הגס או הקיבה

לייזר-יחסי גומלין רקמה

נגזרת של )החשיפה ' משך החשיפה וטמפ -ההרס של רקמה נוצר בעקבות שני גרומים• (.האנרגיה

תורמות רבות לטיפול ומונעות נזק ( קוהרנטיות, מונוכרומטיות, דיוק)תכונות הלייזר • .לסביבה

בתחום הטיפולי משתמשים באורכי גל הנמצאים בטווח שמכונה , כל יישומי הלייזר• .שבו לגל יש יכולת חדירה טובה לרקמה, "הטרפואטיהחלון "

: סוגי הלייזר הנפוצים בשימוש הרפואי לטיפול בסרטן•Carbon dioxide- בעיקר , משמש לחיתוך נקי ונוח, בעיקר כלי ניתוחי

[micrometer] 9.4-10.6. עור עליונותשכבות

Argon- זיהוי גידולים , משמש לטיפולי עור, חודר מעט עמוק יותר

[nm]350-550. משמע בקולונוסקופיה, לפני הפיכתם לסרטנייםוהסרתם

Nd:YAG- משמש באנדוסקופיה, יוצר קרישי דם בקלות, חודר הכי עמוק,

[micrometer]1.064. לשימוש במובילי גל גמישים ובסיבים אופטייםניתן

?כיצד מקבל החולה את הטיפול

מצויד האנדוסקופ .גמיש אנדוסקופ דרך כלל בדרך ניתן בלייזר טיפול•

פי ,האף ,הפה כמו ,בגוף פתח דרך מוכנס הוא .אור המעביר אופטי בסיב

את להרוס או לחתוך רב בדיוק מכוון הלייזר אור .הואגינה או הטבעת

.הגידול

- טיפולים סוגי •

LITT (Laser-induced interstitial thermotherapy)טיפול1.

(PDT) פוטודינמי טיפול2.

Low level energy laser therapy (LLEL therapy) טיפול3.

Plasmonic photothermal therapy (PPTT) טיפול4.

LASER-INDUCED INTERSTITIAL THERMOTHERAPY (LITT)

.י חימום מקומי באמצעות לייזר"בנוי על העיקרון של הרס רקמה ע•

.מתבצע באמצעות סיב אופטי אשר מוביל את הלייזר לתוך הרקמה•

.מעלות צלזיוס 50גבוהה מ' של חלבונים בטמפ ודנטורציהגורם להרס הרקמה •

.1mmהסיב מוחדר דרך פתח שנעשה באמצעות מחט בקוטר של •

.התאירואידבשימוש נרחב בעיקר לטיפול בסרטן כבד ובלוטת •

משך זמן , החומר שאנו רוצים שיבלע: פ שקלול של מספר מטרות"בחירת הלייזר תתבצע ע•

.עוצמת הקרינה, הפולס

PHOTODYNAMIC THERAPY FOR CANCER (PDT)

.מתבסס על העיקרון של שימוש בשליחים הרגישים לאור•

.השליחים הם ספציפיים וכל שליח רגיש לאור מסוים•

לכן רופאים משתמשים בשליחים מסוימים ואור , אורך הגל של האור קובע כמה עמוק יחדור האור•

.מסוים לטיפול בסוגים שונים של סרטן

.כאשר שליח נחשף לאור מסוים הוא מייצר פורמט של חמצן אשר הורג תאים קרובים אליו•

, סרטניים הם נשארים זמן רב יותר עד להתפרקותבתאים , השליחים מוזרקים ונספגים בתאי הגוף•

האיזורלאחר שהתפרקו בתאים הרגילים ונשארו בסרטניים מתחיל תהליך הקרנה של . שעות 24-72

.הנגוע

חסימת כלי הדם של התא או הפעלת -השיטה בה השליחים הורגים את התאים הסרטניים היא•

.המערכת החיסונית כנגד התאים הללו

LOW LEVEL ENERGY LASER THERAPY

.משמש בעיקר לאיחוי רקמות ולהקלת סימפטומים של הסרטן

דרך פעולתו לא פוענחה עד תום אך ידוע שהקרנה של לייזר בעוצמות נמוכות

גורם לשחרור הורמונים וחומרים שונים ורבים בגוף אשר גורמים לשיכוך

.ATPכאבים והגדלת מאגרי ה

: מעט נתונים יבשים

[mW]1-500 -הספק ממוצע

Dose- 0.3-19[J/cm^2]

Pulse width- 200[ns]

wavelength- 600-1000[nm]

PLASMONIC PHOTOTHERMAL THERAPY (PPTT)

חימום : מתבסס על שיטת טיפול ישנה ומוכרת, 2007מחקר שפורסם בשנת •

הרג : חסרון. הסרטנייםי כך הרס התאים "האזור בו התגלו גידולי הסרטן וע

(.חוסר סלקטיביות)במקביל של תאים בריאים

ומאפשרת סלקטיביות , מתכתיים-השיטה החדשה מתבססת על מבנים ננו•

.גדולה לטיפול בחימום

י שימוש "מנסה להפריד בין התאים הסרטניים לבין התאים הבריאים ע•

.בנוגדנים ספציפיים

.מתכתיים-משתמשת בכמה סוגים של מבנים ננו•

כאשר כל אחד מתאים לסוג טיפול VIS, NIR –שימוש בשני סוגים של אור •

.שונה

?WHAT IS PLASMONIC

• Plasmonics הוא המחקר של האינטראקציה של אור ומתכת.

• Plasmonics של תנודות בפלזמה יחידת אנרגיה הוא פלזמוןנגזר מ.

הפלזמון הוא מעין חלקיק הנובע מהקוונטיזציה של תנודות הפלזמה בדיוק •

.כמו שהפוטונים הם קוונטיזציה של האור

תנודות שיתופיות של הפלזמון הוא . שהוא גל צפיפות בגז, בדומה לגל קול• –התנודות תדר . צפיפות גז האלקטרונים החופשי

-אנרגיית הפלזמון

.נוצרים כאשר אור פוגע במשטח של מתכות•

.והם מאוד קטנים ומהירים, גלי צפיפות אלה שנוצרו הם בתדרים אופטיים•

SPR-SURFACE PLASMON RESONANCE

כאשר קרן אור פוגעת ( כ זהב וכסף"בדר)תופעה המתרחשת במשטחי מתכת •

.במשטח בזווית מסוימת

היא בהפחתה מדורגת בעוצמת האור SPR -של תופעת ההתוצאה •

. המוחזרת כתוצאה מבליעה

מצב , כרסוננט בין תנודות האלקטרונים לקרן האור הפוגעת במשטחמתואר •

הרסוננס קורה כאשר ישנה התאמה בין תדר האור הפוגע לתדר התנודות

.הטבעי של האלקטרונים

שנחקרו מתכתיים-ננו מבנים 3

תלויה בגודל SPR -תדירות הסוג המתכת , צורתו, החלקיק

.והחומר המצומד לחלקיק

ספרי -חלקיק ננו – דוגמה(nanospheres)

השפעת גודל החלקיק על .הספיגה כתלות באורך הגל

הטיפולמהי שיטת

.חלקיק של זהב-השיטה מתבססת על ננו•

,EGFR)אשר נקשר לרצפטור (anti-body)חיבור הזהב לנוגדן •

HER2) מסויים בתא סרטני.

.מוחדר לאזור בו ישנם תאיים סרטניים( הנוגדן+ הזהב )הקומפלקס •

.קישור בין הקומפלקסים לרצפטורים•

גורמים לחימום , באורכי גל מסויימים (VIS or NIR)הקרנה של לייזר •

. התאיים והרג שלהם

חלקיק-קישור הנוגדן לננו

PPTT BY VISIBLE LASERS

nanospheres -חלקיקים •

חימום בלייזר בעל אורך גל •

.ננומטר 514של

CW שימוש בשיטת•

תאים סרטניים נהרסו •

מאשר 2באנרגיה נמוכה פי

.תאים בריאים

מתאים לטיפול בתאים •

סרטניים הנמצאים על פני

.העור או קרוב מאוד לעור

אור נראה לא יכול לחדור •

.לתוך הגוף

PPTT BY NIR LASERS

nanorods –חלקיקים •

חימום בלייזר בעל אורך גל •

.ננומטר 800של

מ "שימוש בעוצמות נמוכות ע•

.להרוג תאים סרטניים

מתאים לטיפול בגידולים •

. הנמצאים בעומק

יתרונות

.מגבירים יעילות, גורמים לפחות נזק סביבתי -מאוד מדויקים•

הלייזר גורם לחיטוי מסביב , עקב החום הגדול -מפחיתים זיהומים•

.לחתכים

.החום גורם לאטימת כלי הדם -נפיחויות וכאבים, צלקות, מונע דימומים•

.מפחיתים את אורך זמן האופרציות•

סיבים אופטיים )מאפשרים טיפול פנימי ללא חתכים -פחות נזקים גופניים•

(.הקרנה)טיפול חיצוני , (למשל

.לרוב זמן ההחלמה קצר יותר•

חסרונות

.מעט אנשי צוות יכולים לבצע טיפולים בלייזר -נדרשת הכשרה מיוחדת•

.ציוד יקר ומסורבל בהשוואה למסורתי•

למשל מגן עיניים לכלל )מספר רב של הוראות בטיחות מגבילות את השימוש •

(.הסובבים

לעתים , יש צורך בטיפולים חוזרים -השפעות הטיפול לעיתים לא נמשכות זמן רב•

.בתדירות גבוהה

נדרשים טיפולים וזרים בתדירות -לעתים הלייזר לא מסיר את כל הגידולים•

.גבוהה

?מה צופן העתיד

בניסויים קליניים שנערכים רואים שימוש של רופאים בלייזר על מנת לטפל •

.בסרטן המוח והערמונית