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.

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Una investigación sugiere que una sesión de radioterapia FLASH basada en protones podría matar el cáncer en milisegundos.

Terminado medio 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 toma semanas de tratamiento para dañar el ADN de las células lo suficiente como para matarlas.

Un más razón La razón por la cual el tratamiento con radiación puede tomar varias semanas es que la terapia es más probable que tenga éxito cuando las células cancerosas crecen y se dividen en nuevas células.

Por lo tanto, difundir el tratamiento durante un período prolongado aumenta las posibilidades de que la radiación apunte a las células cancerosas cuando están en una fase de crecimiento.

Finalmente, administrar radiación en pequeñas dosis diarias ayuda a proteger las células sanas al darles más tiempo para repararlas.

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 de acuerdo con investigaciones anteriores, utiliza electrones para minimizar el daño tisular saludable mientras se dirige a los tumores.

Es importante destacar que FLASH supuestamente logra estos efectos en menos de un segundo, lo que podría reducir la duración de las sesiones de radiación exponencialmente.

El nuevo estudio muestra cómo el uso de radiación de protones en lugar de electrones o fotones, junto con otros ajustes técnicos, puede convertir FLASH en una herramienta poderosa que puede administrar 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 coautor y autor correspondiente d el nuevo estudio, que aparece en el Revista Internacional de Oncología Radioterápica, Biología y Física

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Prueba de la terapia FLASH de protones en cáncer

Como explican los autores en su artículo, investigaciones anteriores han sugerido que la terapia FLASH elimina las células cancerosas mientras preserva el tejido normal en los cánceres de cerebro, pulmón, intestino y piel.

¿Pero hay 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 la eficacia contra el cáncer?

Estudios anteriores en ratones, dicen los investigadores, han demostrado que aumentar la tasa de radiación de la radioterapia electrónica puede proteger contra el deterioro cognitivo durante la irradiación cerebral. Y en otros modelos de ratones, de fibrosis pulmonar y síndrome de radiación gastrointestinal, el aumento de la radiación electrónica protege el tejido sano.

Por lo tanto, 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 más efectiva que la terapia con electrones.

Probar la viabilidad del FLASH de protones

Para probar su hipótesis y "para 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 doblemente dispersos en un (…) CT– geometría definida ".

Los investigadores utilizaron un "haz de lápiz único" para crear un "sistema de dispersión doble", 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 apuntaba 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 de 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 de 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 resultados que demuestran la viabilidad de utilizar protones, en lugar de electrones, para generar dosis de FLASH con un acelerador utilizado actualmente para tratamientos clínicos ".

Dr. James M. Metz

Luego, los investigadores planean diseñar un aparato que entregue FLASH de esta manera a los humanos.

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