Radioterapia de rayo externo ataca los tumores con mayor precisión

Un estudio nuevo muestra que los haces de electrones de muy alta energía (VHEE) podrían permitir a los médicos detectar con exactitud los tumores malignos y reducir el daño a los tejidos circundantes.

Investigadores de la Universidad de Strathclyde (Reino Unido), el Laboratorio Nacional de Física (NPL; Teddington, Reino Unido) y otras instituciones, realizaron un estudio de fantasmas de agua (basado en simulaciones Monte Carlo) de una “lente” magnética que puede enfocar los haces de partículas dentro del cuerpo. La concentración de un haz de VHEE en un elemento volumétrico pequeño y bien definido, que se puede moldear o escanear para tratar tumores profundos, permitiría que la dosis al tejido circundante se distribuya en un volumen mayor.

El resultado es una reducción de la dosis máxima en la superficie y de salida en más de un orden de magnitud, en comparación con un haz colimado. La lente magnética, que, en efecto, es un acelerador ultra compacto de láser-wakefield, tiene solo unos milímetros de largo y se puede enfocar fácilmente. Los investigadores ahora planean expandir el estudio y establecer una línea de luz médica con aceleradores de electrones de alta energía en el Centro Escocés para la Aplicación del Acelerador a base de Plasma (SCAPA; Strathclyde, Reino Unido). El estudio fue publicado el 25 de julio de 2019 en la revista Nature Scientific Reports.

“Los electrones, al igual que los protones, tienen las propiedades específicas de las partículas. Sin embargo, la masa de electrones significativamente más pequeña debe ser compensada aumentando su energía y, por lo tanto, la inercia, para lograr un efecto similar al de las partículas de masa alta”, dijo la autora principal, la estudiante de doctorado en Strathclyde, Karolina Kokurewicz, MSc. “Empujamos el sobre, mostrando que un haz de VHEE, cuando se enfoca, se puede controlar fácilmente para apuntar con precisión a los tumores de manera similar a las modalidades de los haces de exploración. El efecto neto es un perfil de dosis muy mejorado que se ajusta estrechamente a los volúmenes objetivo y potencialmente proporciona un mejor control del tumor”.

“Uno de los desafíos en la radioterapia es depositar una dosis alta de radiación de manera que la dosis ‘se ajuste’ completamente al tumor, para asegurar que todas las células cancerosas se eliminen, y al mismo tiempo se pueda prevenir el daño a las células sanas”, dijo el autor principal, el profesor Dino Jaroszynski, PhD, del departamento de física de la Universidad de Strathclyde. “De manera similar a una lupa que enfoca los rayos del sol en un punto pequeño, proponemos enfocar un haz de partículas en un punto pequeño usando una lente magnética para extirpar el tumor”.

Las formas comunes de radiación utilizadas actualmente en la RT incluyen rayos X con radiación de frenado, producidos por aceleradores lineales. Estos haces de electrones de energía relativamente baja se pueden usar directamente para irradiar tumores, pero no penetran profundamente en el cuerpo. Para atacar el tumor con suficiente radiación para matar todas las células tumorales, el haz de rayos X se gira, a menudo, mientras que el paciente permanece estacionario, superponiendo así múltiples haces con diferentes energías para producir una región de pico de Bragg extendida. Esto, sin embargo, da como resultado una mayor dosis de entrada, que se podría evitar enfocando los haces de VHEE.

Enlace relacionado:
Universidad de Strathclyde
Laboratorio Nacional de Física