Cómo la radioterapia de protones puede matar el cáncer en milisegundos
Una nueva investigación en ratones muestra "por primera vez" que los científicos pueden usar protones para administrar radioterapia en cuestión de milisegundos, matando las células cancerosas y protegiendo el tejido sano.
Más de la mitad de las personas con diagnóstico de cáncer reciben radioterapia.
La radiación daña el ADN de las células cancerosas, ya sea retrasando su progresión o matándolas.
Sin embargo, este es un proceso lento; la radiación no destruye las células cancerosas de inmediato; a veces, se necesitan semanas de tratamiento para dañar el ADN de las células lo suficiente como para destruirlas.
Otra razón por la que el tratamiento con radiación puede durar varias semanas es que es más probable que la terapia tenga éxito cuando las células cancerosas crecen y se dividen en nuevas células.
Por lo tanto, extender el tratamiento durante un período prolongado aumenta las posibilidades de que la radiación se dirija a las células cancerosas cuando se encuentran en una fase de crecimiento.
Por último, la administración de radiación en pequeñas dosis diarias ayuda a proteger las células sanas al darles más tiempo para repararse.
Pero una nueva investigación sugiere que puede haber una forma de administrar radiación a una velocidad récord y al mismo tiempo proteger el tejido sano.
La técnica innovadora se llama FLASH, o radioterapia de tasa de dosis ultra alta, y según investigaciones anteriores, utiliza electrones para minimizar el daño a los tejidos sanos mientras se dirige a los tumores.
Es importante destacar que FLASH supuestamente logra estos efectos en menos de un segundo, lo que podría reducir exponencialmente la duración de las sesiones de radiación.
El nuevo estudio muestra cómo el uso de radiación de protones en lugar de electrones o fotones, junto con otros ajustes técnicos, puede convertir a FLASH en una herramienta poderosa que puede emitir radiación en milisegundos.
El Dr. James M. Metz, director del Centro de Terapia de Protones Roberts y Presidente de Oncología Radioterápica de la Universidad de Pensilvania, en Filadelfia, es el co-autor principal y autor correspondiente del nuevo estudio, que aparece en el Revista Internacional de Oncología Radioterápica, Biología y Física.
Prueba de la terapia FLASH de protones en el cáncer
Como explican los autores en su artículo, investigaciones anteriores han sugerido que la terapia FLASH elimina las células cancerosas al tiempo que conserva el tejido normal en los cánceres de cerebro, pulmón, intestino y piel.
Pero, ¿existe un umbral de tasa de dosis para la terapia FLASH? ¿Y podrían los científicos administrar FLASH mucho más rápidamente mientras preservan sus efectos protectores y eficacia contra el cáncer?
Los investigadores dicen que estudios previos en ratones han demostrado que el aumento de la tasa de radiación de la radioterapia con electrones puede proteger contra el deterioro cognitivo durante la irradiación cerebral. Y en otros modelos de ratón, de fibrosis pulmonar y síndrome de radiación gastrointestinal, el aumento de la radiación de electrones protegió el tejido sano.
Entonces, los investigadores detrás del presente estudio plantearon la hipótesis de que el uso de protones en lugar de electrones en la terapia FLASH permitiría administrar una dosis más alta de radiación manteniendo sus efectos protectores.
Además, la terapia de protones generalmente se considera más segura y efectiva que la terapia de electrones.
Demostrando la viabilidad del protón FLASH
Para probar su hipótesis y "comprender los efectos biológicos de los haces de protones [FLASH]", los investigadores diseñaron y construyeron un aparato de radioterapia que podría administrar FLASH o tasas de dosis de radiación estándar "utilizando protones de doble dispersión en una geometría definida por [...] CT . "
Los investigadores utilizaron un "rayo de lápiz único" para crear un "sistema de doble dispersión", evitando así una dificultad que había impedido que los equipos de investigación anteriores crearan la dosis de radiación necesaria o el tamaño del campo.
Luego, el equipo aplicó el nuevo aparato en un modelo de ratón de cáncer de páncreas y descubrió que se dirigía con éxito a los tumores del flanco del cáncer de páncreas al tiempo que reducía el daño gastrointestinal.
“Hemos podido desarrollar sistemas especializados en la sala de investigación para generar dosis FLASH, demostrar que podemos controlar el haz de protones y realizar una gran cantidad de experimentos para ayudarnos a comprender las implicaciones de la radiación FLASH que simplemente no podríamos tener. hecho con una configuración de investigación más tradicional ”, explica el Dr. Metz.
“Esta es la primera vez que alguien publica hallazgos que demuestran la viabilidad de usar protones, en lugar de electrones, para generar dosis FLASH con un acelerador que se usa actualmente para tratamientos clínicos”.
Dr. James M. Metz
A continuación, los investigadores planean diseñar un aparato que entregue FLASH de esta manera a los humanos.
