@lisamelman Hi Amber, Elle en Shaila, ik heb jullie vragen voorgelegd aan een vriend van mij die de masterrichting doet die gaat over oa straling. Bij deze zijn (uitgebreide) antwoord:
Beste Amber, Elle en Shaila,
Wat leuk dat jullie je PWS willen doen over bestraling van kanker! Helaas gaat het opzetten van een practicum waarbij kankercellen, gezonde cellen en straling aan te pas komen erg ingewikkeld worden om meerdere redenen. Hieronder staat even kort wat meer uitleg waarom een practicum simpelweg niet gaat lukken:
-
Werken met straling: Werken met radioactieve straling is gevaarlijk en in Nederland voorbehouden aan een aantal getrainde professionals. Het is dus niet mogelijk om zomaar met radioactieve straling aan de slag te gaan.
-
Beschikbaarheid cellen: Het verkrijgen van zowel kanker als gezonde cellen is niet gemakkelijk, zeker niet van menselijke afkomst. Onderzoek doen naar menselijke cellen brengt veel gedoe met zich mee. Medisch-ethische toetsingscommissies kunnen er maanden over doen om met een besluit te komen of een onderzoek met menselijke cellen wordt toegestaan of afgekeurd. Hierop wachten in jullie VWO 6 jaar is simpelweg niet mogelijk wat betreft de tijdsplanning.
Wel zou ik jullie graag helpen met het beantwoorden van een aantal van jullie deelvragen. Natuurlijk zullen jullie zelf ook onderzoek moeten doen, want daarvoor is jullie PWS bedoeld, maar ik help graag met het geven wat van zoektermen zodat het wat gemakkelijker wordt:
Zoektermen:
-
Radation cell survival curves
-
Linear Energy Transfer (LET)
-
External photon beam radiation
-
External proton beam radiaton
-
Brachytherapy
-
Radioembolization
Deelvragen:
Deelvraag 1: Hoe ontstaat kanker:
-
Kanker ontstaat als cellen op een ongecontroleerde manier celdeling ondergaan waardoor zij in aantallen toenemen en hierdoor de normale functie van organen kunnen belemmeren. Het lichaam heeft veel beschermingsmechanismen om ongecontroleerde celdeling tegen te gaan. Voordat een cel een kankercel wordt moet er dus ontzettend veel mis zijn gegaan
Deelvraag 2: Welke stralingen worden er toegepast bij het bestrijden van verschillende vormen van kanker?
-
Wat is straling?
Ioniserende straling wat gebruikt wordt in Nederland om kanker te bestralen kunnen we onderverdelen in 2 hoofdgroepen. Direct ioniserende straling en indirect ioniserende straling.
Direct ioniserende straling zijn deeltjes zoals elektronen, protonen en alpha deeltjes. Direct ioniserende straling bestaat uit deeltjes en hebben dus allemaal een massa (in tegenstelling tot indirect ioniserende straling), waardoor zij direct DNA strengen in de celkern kunnen breken en zo kanker (en gezonde) cellen kunnen doden.
Indirect ioniserende straling bestaat uit fotonstraling en röntgenstraling (ook fotonen, maar niet opgewekt in een atoomkern). Dit type bestraling moet in een cel eerst elektronen losmaken van hun atoom waarop deze elektronen vervolgens schade toebrengen aan het DNA van een cel waarna deze kapot kunnen gaan.
Deelvraag 3: Wat is de werking van straling op cellen?
-
Zoals eerder genoemd is het sterk afhankelijk van het type straling wat het effect is op cellen en het lichaam. Om te beginnen bij direct ioniserende straling gaan we van het zwaarste deeltje naar het lichtste deeltje:
o Alpha straling: alpha straling bestaat uit een geladen heliumkern (He) en heeft een lading van 2+. Alpha straling wordt al tegengehouden door een velletje papier en dringt dus niet ver door in het lichaam. Om deze reden wordt alphastraling (nog) niet gebruikt voor kankerbestraling al zijn er wel onderzoeken gaande of dit misschien toch een voordelig effect kan hebben!
o Protonstraling: protonstraling bestaat uit een proton. Een waterstofatoom zonder gebonden elektron. Protonenstraling is relatief nieuw in Nederland. In Delft en in Groningen staan twee protoncentra waar een speciale groep kankerpatienten geholpen worden zoals kinderen met kanker in het brein. Het grote voordeel van protonstraling is de zogenoemde “bragg-peak”. Dankzij deze bragg-peak kan de energie van deze stralingssoort op een relatief klein gebied in het weefsel afgegeven worden waardoor omliggend weefsel grotendeels gespaard blijft en andere organen relatief minder schade ervaren vergeleken met elektronenstraling of fotonenstraling.
o Elektronen straling (Bèta straling). Elektronenstraling bestaat zoals de naam al doet suggereren uit elektronen. Deze kunnen dieper in weefsel doordringen dan alpha straling, maar hebben alsnog een maximale dracht (hoe ver elektronen maximaal in weefsel door kunnen dringen) afhankelijk van hun maximale energie. Doorgaans is de dracht van elektronenstraling enkele centimeters. Elektronenstraling wordt vaak ingezet in bij brachytherapie en radioembolisatie.
-
Indirect ioniserende straling:
o Fotonenstraling. Fotonenstraling is nogal bijzonder in vergelijking met de direct ioniserende straling. Waar direct ioniserende straling een maximale dracht in het lichaam heeft bepaald door de energie van de deeltjes heeft fotonenstraling dit niet. Fotonenstraling heeft alleen een halveringswaarde die afhankelijk is van de dichtheid van het materiaal waar het doorheen moet. Dit betekent ook dat het weefsel rondom de tumor bij fotonenstraling ook altijd schade oploopt bij bestraling. Toch is fotonenstraling de meest populaire bestralingsoptie in Nederland aangezien het overal in het lichaam kan komen en het relatief eenvoudig is om dit op te wekken en te gebruiken.
Deelvraag 4: Hoe wordt een medisch bestralingsapparaat ontworpen en hoe gaat het in zijn werking?
-
Afhankelijk van het type straling, het beoogde doel van de behandeling en het soort kanker wordt er een zeer divers scala aan medische hulpmiddelen gebruikt om kankercellen te bestralen. Zo heb je uiteraard de bestralingsapparaten waarbij een patiënt van buitenaf bestraald wordt met fotonen of protonen.
-
Daarnaast heb je bestralingsvormen waarbij er bijvoorbeeld zaadjes met radioactief materiaal in de patiënt geplaatst worden genaamd brachytherapie. Dit wordt bijvoorbeeld veel gebruikt bij prostaatkanker of schildklierkanker. Bij deze vorm van bestraling worden er radioactieve zaadjes (peri-)operatief in het orgaan van de patient geplaatst waardoor het tumorweefsel zeer lokaal bestraald wordt, zonder dat omringende organen mee bestraald worden.
-
Ook heb je bijvoorbeeld holmiumbolletjes waar ik het al eerder over had bij de behandeling van levermetastasen die in de bloedbaan worden gespoten en via de bloedbaan vastlopen in het doelorgaan, in dit geval de lever, om zo heel lokaal de kanker aan te kunnen pakken. Dit heet radioembolisatie.
-
Wat betreft medische beeldvorming van kanker heb je veel verschillende modaliteiten. Röntgenfoto’s, CT scans (3D beeldvorming met röntgenstraling), Echografie, PET scans, SPECT scans, MRI scans en natuurlijk de beoordeling van weefsels al dan niet met een microscoop. Dit veld is zo breed dat over een van deze modaliteiten al een compleet PWS geschreven kan worden, dus mochten jullie hier meer info over willen moeten jullie maar even mailen.
Als ik nog een kleine tip mag geven voor jullie PWS zou ik het onderzoek wat meer toespitsen op 1 deelonderwerp of bijvoorbeeld 1 soort behandeling of stralingstype. De behandeling van kanker met straling is zeer, zeer complex en gevarieerd. Spits je bijvoorbeeld toe op de behandeling van prostaatkanker met protonenstraling wat al een zeer controversieel onderwerp is in Nederland en waar je volgens mij een schitterend PWS over kan schrijven! Hieronder wat sites met extra informatie hierover:
https://www.hollandptc.nl/
https://www.lumc.nl/org/radiotherapie/behandeling-radiotherapie/Protonentherapie/
En een artikel met de discussie van de voors en tegen van protonentherapie voor prostaatcarcinomen:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1078143918304605?casa_token=aCG8C8hwUnsAAAAA:u_jeacPQribv844T7d-e03PBoKCwuQA26_CBYFebHWzI4tKIlqF49PZUGLzwS2bgjkNQa2h614Y
Wat betreft practica gaat het gewoon erg lastig worden gezien het onderwerp. Ik zou vooral veel medisch specialisten proberen te interviewen om zo toch aan je onderzoeksuren te komen. Dit hoeven niet alleen maar artsen te zijn. Denk bijvoorbeeld ook aan klinisch technologen, oncologisch verpleegkundigen, klinisch fysici en nog veel meer!
Succes met jullie PWS en mochten jullie verder nog vragen hebben help ik jullie graag!
Groet,
Killian (killian.zijlstra@gmail.com)