Er zijn kankertumoren die niet eens geopereerd kunnen worden, chemotherapie of traditionele bestralingstherapie kan genezen. Deze resistente tumoren dragen ertoe bij dat de ziekte wereldwijd een van de belangrijkste doodsoorzaken is, maar de wetenschappelijke gemeenschap wemelt van de ideeën om sterfgevallen door kanker tot het verleden te maken. Onder de nieuwste medische en technologische innovaties, vooruitgang in deeltjestherapie - het proces waarbij tumoren worden bestraald met behulp van zeer energetische deeltjesbundels die worden gegenereerd door een deeltjesversneller - maakt de behandeling mogelijk van tumoren die anders dodelijk zouden zijn geweest.

Meer dan 10, Wereldwijd worden momenteel duizenden kleine lineaire elektronenversnellers (linacs) gebruikt voor de behandeling van kanker. De meeste van deze machines vertrouwen op fotonenstralen die door elektronen worden gegenereerd om hun doelwit te bestralen. Sommige, echter, gebruik de elektronenstraal zelf voor directe laagenergetische elektronenbestraling, hoewel dit alleen oppervlakkige tumoren kan bereiken. Deze methoden verschillen van hadrontherapie, een techniek gebaseerd op bestraling met protonen of zware ionenbundels.

Een mogelijke aanvulling op hadron- en laagenergetische elektronentherapie is het gebruik van hoogenergetische elektronenstralen, die veel dieper in weefsels kunnen doordringen. Echter, deze techniek wordt zelden gebruikt vanwege de hogere kosten en grotere afmetingen van de versneller die nodig is om ze te produceren in vergelijking met fotonfaciliteiten. In aanvulling, hun diepteprofiel is minder goed gedefinieerd dan dat bereikt met hadronenbundels. Recente ontwikkelingen in high-gradient acceleratie voor compacte lineaire versnellers, voornamelijk gedreven door de CLIC-studie bij CERN, begonnen het verhaal te veranderen.

Een recente bevinding zou een volgende stap kunnen zijn in de richting van het gebruik van hoogenergetische elektronenbundels. Bij CERN's lineaire elektronenversneller voor onderzoek (CLEAR) zijn twee onderzoeken uitgevoerd waarbij de universiteiten van Strathclyde en Manchester betrokken waren. een testfaciliteit die onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen op versnellertechnologie ondersteunt. Onderzoekers testten een nieuwe bestralingstechniek met zeer hoge energie elektronen (VHEE) bundels gericht op een kleine, dichte plek. Door een VHEE-straal te focussen met een elektromagnetische lens met grote opening, ze stelden vast dat de deeltjes enkele centimeters diep in een waterfantoom konden reizen (een grote emmer water die wordt gebruikt voor onderzoek naar straling) zonder significante verstrooiing - dat wil zeggen, terwijl u gefocust blijft op een welomschreven, gerichte hoeveelheid. Zo'n bundel zou dus theoretisch kunnen worden gebruikt om diepgewortelde kankercellen te behandelen met beperkte schade aan de omliggende weefsels.

Dit is om verschillende redenen veelbelovend nieuws voor de medische technologiegemeenschap:VHEE-stralen geproduceerd door compacte linacs in klinische omgevingen zouden niet alleen een kosteneffectiever alternatief bieden voor andere deeltjesstraaltherapieën, maar zouden artsen ook een zeer betrouwbaar medium bieden, omdat hun verstrooiing in inhomogeen weefsel beperkt is. Deze factoren zouden de pool van patiënten die in aanmerking komen voor elektronentherapie drastisch kunnen uitbreiden. Aanvullend, VHEE-stralen zouden compatibel zijn met FLASH-radiotherapie, een techniek om zeer energetische deeltjes bijna onmiddellijk (in minder dan een seconde) aan weefsels te leveren. CERN en het Lausanne University Hospital (CHUV) hebben onlangs hun krachten gebundeld met als doel een high-energy klinische faciliteit te bouwen voor FLASH-therapie, met voorlopige tests die moeten worden uitgevoerd in de CLEAR-faciliteit.

De ultragefocuste VHEE-straal is het directe resultaat van de vooruitgang in lineaire versnellingstechnologie die is bereikt door de CLIC-studie bij CERN. Het getuigt van de relevantie van dit onderzoeksgebied, niet alleen voor de deeltjesfysica, maar voor de samenleving als geheel. Hoewel VHEE-stralen meer onderzoek vereisen voordat praktische toepassingen in een klinische setting worden gevonden, de CLEAR-resultaten dragen bij aan het verbreden van het veld van mogelijkheden voor de behandeling van kanker.