HC 6.2 Basale radiobiologie Flashcards
Hoeveel procent van de mensen met kanker krijgt radiotherapie?
Meer dan 60% die de diagnose kanker krijgt komt op de afdeling radiotherapie. We doen het of mono- of in combinatie met andere systemische behandelingen.
Wat gebeurt er als er wordt gekozen voor radiotherapie in het MDO?
Als er in het MDO wordt besloten dat de patiënt radiotherapie gaat krijgen, dan komt de patiënt weer in een multidisciplinair overleg maar dan op de afdeling radiotherapie. Er is een radiotherapeut nodig, een laborant (uitvoeren op het bestralingstoestel), een fysicus (controleren of het apparaat de juiste dosis geeft) en een radiobioloog (bedenken het beste bestralingsschema).
Hoe werkt radiotherapie?
We doen het altijd met ioniserende straling (fotonen, elektronen). Deze straling wordt opgewekt in een lineaire versneller (dit gebruik je voor uitwendige bestraling) of door het verval van radioactieve stoffen (dit gebruik je voor inwendige straling). Deze radioactieve stoffen moet je namelijk heel dicht bij de tumor brengen.
Voor therapie maken we gebruik van gamma/röntgenstraling.
Welke soorten straling zijn er?
- Alfa straling (heliumkern): komt niet eens door een papiertje heen.
- Bèta straling (elektronen): bereikt al het weefsel, met name het oppervlak van het weefsel.
- Gamma straling (fotonen)/ röntgenstraling: dwars door het papier/weefsel/water en uiteindelijk stuit het in beton. Daarom hebben de stralingsbunkers altijd een hele dikke wand van beton.
- Neutronen/protonen: kunnen prima weefsel en water bereiken, dan hebben ze hun piek gehad en er is dan maar een klein groepje protonen die dan nog het beton bereiken. De bunker hoeft hierbij ook minder dik te zijn.
Hoe werkt de lineaire versneller?
Je maakt een elektromagnetisch veld. Je laat daar een spanning in ontstaan. Er gaan elektronen bewegen vanaf de positieve kant (kathode) naar de negatieve kant (anode). Je zorgt ervoor dat je dat op een klein metalen (wolfraam) plaatje laat treffen (trefplaat). De elektronen hebben een hoge energie en botsen daarmee op het plaatje en hierbij komen fotonen vrij. Dit komt doordat de atomen in het plaatje instabiel worden en energie gaan geven. Die fotonen met heel veel energie zorgen ervoor dat in het weefsel ionisaties worden gemaakt.
Wat gebeurt er als de straling door het weefsel wordt geabsorbeerd?
De straling wordt geabsorbeerd in het weefsel, en dit wordt uitgedruk in Gray (J/kg). De straling zorgt ervoor dat de elektronen worden losgeslagen uit de moleculen: ionisatie. 1 Gy bestraling leidt tot 10.000 ionisaties per cel. Geioniseerde moleculen (vooral zuurstof) zijn zeer reactief. DNA schade ontstaat:
- Enkelstrengsbreuken (subletaal, herstel mogelijk)
- Dubbelstrengsbreuken (letaal, leidt tot celdood)
Hoe kan ioniserende straling worden opgewekt? Welke 3 manieren zijn er?
- Opgewekt met lineaire versneller (fotonen of elektronen)
- Vanuit een bron bij brachytherapie (fotonen)
- Met een cyclotron (protonen): hebben een enorme versnellingsbaan om van elektronen protonen te maken.
Wat is het effect van straling op moleculair niveau?
- Als een foton dicht bij een atoom komt, kan er een elektron wegschieten uit de baan. Hierdoor wordt het atoom reactief.
- Door de ionisatie van water kunnen er hydroxyradicalen gevormd worden die super reactief zijn. Daarnaast kunnen er nog andere radicalen worden gevormd. Alle radicalen zullen willen reageren want ze zijn instabiel.
Door de straling kan er directe DNA schade ontstaan, of indirecte DNA schade wat het meeste voorkomt, dus door het ontstaan van radicalen die zorgen voor DNA-schade.
Welke soorten straling zorgen voor Directe DNA schade en welke voor indirecte?
- Gamma straling/röntgen straling zorgt met name voor de vrije radicalen.
- Elektronen/neutronen/protonen/alpha straling zorgen met name voor de directe DNA-schade.
Wat is LET?
LET: linear energy transfer
= dichtheid van energieafgifte langs het spoor van een ioniserend deeltje.
Wat is het verschil tussen de LET van gammastraling en die van neutronen en protonen?
- Bij gammastraling zien we en wild patroon van ionisaties, dit noemen we Low-LET straling. Doordat het zo’n wild patroon is, is het een minder efficiënte energieafgifte in een spoor. Ze moeten het dus hebben van DNA beschadiging via de radicalen.
- De heel hoge energetische deeltjes zoals de neutronen en protonen, die hebben zoveel energie waardoor ze één recht pad gaan en maken in het rechte pad de DNA-schade.
Waarom gebruiken we meestal lage LET straling?
Stel het alfa-, bèta- en gamma-deeltje dragen dezelfde hoeveelheid energie (ioniserend vermogen). De energieafgifte per afstand is bij het alfa-deeltje het hoogst en bij het gamma-deeltje het laagst. Dus bij gelijke energie-overdracht is hoge LET straling effectiever dan lage LET straling. Maar in de kliniek gebruiken we lage LET straling. Omdat hoge LET straling een ontzettend dure behandeling is.
Wat kun je zeggen over de overlevingscurve?
Elk type weefsel kent zijn eigen celoverlevingscurve. Als je dosis maar hoog genoeg is zou je tot 100% celdood kunnen komen. Hoe gevoeliger het weefsel is hoe meer lineair en steiler de curve gaat lopen. Anders zie je eerst een curve en daarna pas het lineaire verband, als het weefsel minder gevoelig is. De schouder van die curve heeft te maken met de enkelstrengsbreuken die ontstaan en vaak weer tot repair kunnen komen.
Hoe geven we de straling?
We geven om het gezonde weefsel tot herstel te laten komen de straling in kleine porties. De tumorcellen kunnen ook iets beter tot repair komen, maar het intrinsieke systeem is iets slechter om tot repair te komen.
Het biologische effect van 1 x 6 Gy is dus niet hetzelfde als 3 x 2 Gy.
We zijn erachter gekomen dat voor sommige tumoren het ook beter is om gefractioneerd te bestralen. Zolang de gefractioneerde dosis maar hoog genoeg is.
Wat voor dosis wordt meestal gegeven?
Meestal worden er doses van rond de 2 Gy gegeven. Bij fracties groter dan 2 Gy is er sprake van hypofractioneren en bij fracties kleiner dan 2 Gy is er sprake van hyperfractioneren. Bij kinderen doe we soms hyperfractioneren omdat je daarbij te maken hebt met nog groeiend weefsel. We gebruiken veel vaker hypofractioneren dan hyperfractioneren. Bij hoofd-halstumoren/hersentumoren is er bijvoorbeeld heel veel belangrijk kwetsbaar weefsel in de buurt dan kunnen we niet hypofractioneren.
Wat zijn de acute bijwerkingen van radiotherapie? En waarom zijn dit acute bijwerkingen?
Afhankelijke van locatie/weefsel, bijvoorbeeld:
- Huid: roodheid (erytheem), pijn, schilfering, haaruitval
- Oesophagus: passageklachten (door mucositis)
- Rectum: pijn, diarree (door mucositis)
- Hersenen: moeheid
We noemen het nog acuut vanaf de eerste bestraling tot 3 maanden na de laatste bestraling. Deze bijwerkingen kunnen nog volledig herstellen: door repopulatie, doordat het DNA van het gezonde weefsel daartoe nog in staat is.
Wat is de therapeutisch bandbreedte? En hoe kan deze beïnvloedt worden?
De therapeutische breedte is het verschil tussen een effectieve en toxische dosis. De therapeutisch bandbreedte kan op twee manieren verbreed worden:
- Fractionering van de bestraling, waardoor gezonde weefsels worden gespaard. (hiermee trek je de normale weefsel curve naar rechts)
- Combinatie met chemotherapie of biologicals, wat de radiogevoeligheid van de tumorcellen verhoogd. (hiermee trek je de tumor weefsel curve naar links)
