Hvordan stråling dreper kreftceller
Strålebehandling er en av de mest brukte behandlingene for kreft i verden. Over halvparten av alle kreftpasienter får den i løpet av sin sykdom. Det er ikke magi - det er fysikk og biologi i arbeid. Høyenergetisk stråling, som røntgenstråler eller elektroner, treffer cellene og ødelegger deres DNA. Når DNAet blir skadet på en viss måte, kan cellen ikke lenger dele seg. Og når den ikke kan dele seg, dør den.
DNA-skade: Den dødelige øyeblikket
Det viktigste målet for stråling er DNAet i cellen. Spesielt to-trådete brudd (double-strand breaks) er de mest dødelige skadene. Når en stråle treffer en celle, kan den direkte knuse DNA-trådene. Men ofte skjer skaden indirekte: Strålingen splitter vannmolekyler i cellen og lager reaktive oksygenarter (ROS). Disse er som små bomber - de angriper DNA, proteiner og cellemembraner. Resultatet? En celle som ikke klarer å fungere.
Et av de mest pålitelige tegnene på at DNA er skadet, er et protein kalt γ-H2AX. Når et to-trådet brudd skjer, blir dette proteinet aktivert og samler seg som en rød flagg på skadestedet. Forskere bruker det som en måleenhet for hvor mye skade strålingen har gjort.
Hvordan cellen prøver å reparere seg selv
Når DNAet blir skadet, aktiverer cellen en alarm. To kjønner, ATM og ATR, tar sjefen og starter en rekke hendelser som kalles DNA-skaderespons (DDR). Cellen stopper seg selv i celleringscyklusen - den tar en pause for å prøve å reparere skaden.
Det finnes to hovedmetoder for reparasjon: Non-homologous end joining (NHEJ) og homologous recombination (HR). NHEJ er som en hurtigfiks - den limmer sammen endene av DNAet, men gjør det ofte feil. HR er mer nøyaktig - den bruker en sunn kopi av DNAet som mal. Men her kommer det viktige: Kreftceller med mutasjoner i BRCA1 eller BRCA2-gener har dårlig HR. De kan ikke reparere skaden ordentlig. Og det gjør dem mer sårbare for stråling.
Hvordan cellen dør: Mer enn bare apoptosis
Det er ikke bare apoptosis (programmert celledød) som skjer. Selv om mange tror det, er det bare én av flere veier til død. En annen er mitotisk katastrofe: En celle prøver å dele seg med skadet DNA, men klør seg i knuter. Den blir forstyrret, sveller opp og dør. Noen celler dør av nekrose - en mer kaotisk form for død som slipper ut innholdet sitt til omgivelsene.
En ny og viktig oppdagelse fra 2023 viser at det ikke bare handler om hvordan cellen dør - det handler om hvorfor den dør. Cellene som bruker HR for å reparere, dør stille. De forsvinner uten å varsle kroppen. Men cellene som bruker NHEJ eller ikke klarer å reparere, slipper ut signaler som likner på en infeksjon. Det aktiverer immunsystemet. Det betyr at stråling ikke bare dreper kreftceller direkte - den kan også gjøre dem synlige for kroppens egne forsvarere.
Ceramidveien: En dødelig kjemi
En mindre kjent, men kraftig mekanisme, er ceramidveien. Når stråling treffer cellens ytre membran, aktiverer den et enzym som bryter ned sphingomyelin til ceramid. Ceramid er en signalstoff som starter en kjede av hendelser som fører til apoptosis. Det skjer ikke bare i kreftcellene - det skjer også i blodårene som nærer dem. Ved høye stråledoser, som i stereotaktisk strålebehandling, kan disse blodårene skades så mye at kreftcellene dør av sult og mangel på oksygen.
Hvorfor noen kreftceller overlever
Ikke alle celler dør. Noen blir resistente. En av de vanligste grunnene er at de har forbedret DNA-reparasjon. Hvis en celle har for mye av et protein kalt 53BP1, kan den reparere skaden mye bedre - og overleve strålingen. En studie viste at pasienter med hode- og halskreft som hadde lav nivåer av 53BP1, hadde en 78 % sjanse for full respons til stråling. De med høye nivåer hadde bare 45 %.
Et annet problem er hypoksi - mangel på oksygen. Kreftceller i sentrum av en svulst ofte får lite oksygen. Og oksygen er nødvendig for at stråling skal virke best. Uten det, trenger cellen tre ganger så mye stråling for å bli drept. Det er en av grunnene til at store svulster er vanskeligere å behandle.
Framtiden: Stråling pluss immunoterapi
Det mest spennende nå er kombinasjonen av stråling og immunoterapi. Når stråling får kreftcellene til å slippe ut signaler som likner en infeksjon, blir immunsystemet våkent. Ved å legge til medisiner som pembrolizumab, som fjerner hemninger på immuncellene, kan man forsterke effekten. I en studie økte responsraten fra 22 % til 36 % hos pasienter med metastatisk lungekreft.
Det er også nye metoder som FLASH-strålebehandling - hvor strålingen leveres i mindre enn en sekund. Den ser ut til å drepe kreftceller like godt, men skade sunne vev mye mindre. Denne teknologien er nå i første fase av testing hos mennesker.
Hva betyr dette for pasienter?
Det er ikke bare om å sende mer stråling inn i kroppen. Det handler om å forstå hvordan cellene reagerer. For pasienter med BRCA-mutasjoner - som ofte finnes i bryst- og eggstokkreft - kan stråling være enda mer effektiv hvis den kombineres med medisiner som blokkerer DNA-reparasjon. Det betyr personlig behandling. Det betyr bedre overlevelse. Og det betyr at stråling ikke lenger bare er en «grov» metode - den er en presis, intelligent verktøy som blir bedre hvert år.
Hvordan vet man at strålingen treffer kreftcellene og ikke sunne celler?
Modern strålebehandling bruker høypresisjonsteknologi som IMRT og SBRT. Disse teknikkene formes til å matche formen til svulsten med nøyaktighet på under en millimeter. Dette reduserer skade på sunne vev betydelig. Strålingen blir også delt opp i flere mindre doser - dette gir sunne celler tid til å reparere seg mellom behandlingene, mens kreftceller ofte ikke klarer det.
Er strålebehandling smertefull?
Nei, stråling selv er ikke smertefull. Du kan ikke føle strålene mens de treffer kroppen. Men noen pasienter får sidevirkninger som hudirritasjon, tretthet eller sår i munnen, avhengig av hvor strålingen går. Disse skyldes ikke smerte fra strålingen, men skade på sunne celler i området. Det er ikke samme ting som smerte under behandlingen.
Hvor lenge tar det før kreftcellene dør etter stråling?
Det varierer. Noen celler dør umiddelbart, men de fleste dør når de prøver å dele seg. Det kan ta dager eller uker. Forskere har sett at celler med dårlig DNA-reparasjon dør under deling, mens andre dør senere av mangel på næringsstoffer. Det er derfor behandlingen ofte varer over flere uker - for å fange opp cellene når de er mest sårbare.
Kan strålebehandling kurere kreft?
Ja, i mange tilfeller. For tidlig kreft - som i tarmen, halsen, livmorhalsen eller prostata - kan stråling være den eneste behandlingen som kurerer. Selv i avanserte tilfeller kan den redusere svulster, forhindre smerte og forlenge livet. Det er ikke alltid en helbredelse, men ofte en viktig del av den.
Hvorfor brukes stråling ofte sammen med kjemoterapi?
Kjemoterapi og stråling virker sammen fordi de angriper celler på ulike måter. Kjemoterapi angriper celler i hele kroppen, mens stråling er lokal. Når de brukes sammen, kan de gjøre hverandre mer effektive. Kjemoterapi kan for eksempel gjøre kreftceller mer sårbare for stråling, og stråling kan øke effekten av kjemoterapi i svulsten. Det kalles radiosensibilisering.