Una nueva técnica para controlar la dosis de radiación en tratamientos oncológicos mediante radioterapia

Los doctores Eduardo Caselli y Martín Santiago del Instituto de Física Arroyo Seco de la Universidad Nacional de Centro de la Provincia de Buenos Aires, acaban de lograr un importante aporte al tratamiento en medicina para enfermos oncológicos. Luego de investigar nuevos tipos de centelladores para ser utilizados en dosimetría por fibra óptica, en el marco de un proyecto financiado por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) y la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires, lograron resultados promisorios. La dosimetría es la medición de dosis de radiación ionizante administrada a un paciente oncológico.
Cabe aclarar que la radioterapia es una de las técnicas más efectivas para el tratamiento del cáncer. Se basa en destruir tumores mediante radiaciones ionizantes (radiación gamma, rayos X de alta energía o electrones). Las radiaciones ionizantes producen rupturas en las cadenas de ADN, lo que ocasiona a su vez la destrucción progresiva de las células cancerígenas. En el tratamiento es inevitable irradiar células sanas. Por eso se recurre a planificar cuidadosamente el procedimiento de irradiación para minimizar el volumen de tejido sano irradiado, y también el daño ocasionado a las células dentro de ese volumen. Si el daño ocasionado se mantiene debajo de un dado nivel, las células sanas dañadas se recuperan después de unas horas gracias a enzimas que reparan el ADN. Este mecanismo no está disponible en las células cancerígenas, las que acumulan daño a lo largo del tratamiento hasta ser eliminadas. Actualmente se trabaja intensivamente en el desarrollo de programas computacionales para poder realizar planificaciones óptimas.
Por otra parte en algunos tipos de tratamientos, como en braquiterapia (inserción de fuentes radioactivas dentro del organismo), la deposición de energía es muy importante alrededor de la fuente y decae rápidamente al alejarse de ella. Esta técnica se utiliza, por ejemplo, para tratar el cáncer de cuello de útero. En estas condiciones, los cálculos computacionales utilizados para la planificación del tratamiento pueden a veces no ser precisos. Por este motivo, resulta de interés medir directamente la energía de la radiación ionizante depositada en el tumor y zonas circundantes mediante sensores adecuados. Estos sensores deben ser lo suficientemente pequeños y fuertes como para mediciones tipo catéter y resistir el uso rutinario en un centro de radioterapia. Si bien existen muchos tipos de detectores de radiación en el mercado, ninguno cumple con estas condiciones. Por este motivo, varios grupos de investigación en el mundo han comenzado a buscar alternativas. Una de las más promisorias se basa en el uso de fibras ópticas de diámetro muy pequeño (1mm), a las cuales se les fija en su extremo un pequeño trozo de centellador. Un centellador es un tipo especial de material que emite luz cuando es irradiado. Esta luz viaja por la fibra óptica hasta el otro extremo, en donde puede medirse su intensidad mediante un instrumento adecuado. El valor de la intensidad de la luz proporciona una estimación muy precisa de la tasa de energía depositada en el tejido, y por lo tanto del daño ocasionado a las células. Debido a que la fibra óptica puede utilizarse a modo de catéter, es posible realizar mediciones intracavitarias de la tasa de dosis durante tratamientos de radioterapia. Otra aplicación importante es cuando el cuerpo se irradia completamente para posteriormente realizar un transplante de médula. En este caso no es posible mediante cálculos hallar la distribución de dosis, por lo que la dosimetría in-vivo y tiempo real es de suma importancia.


El novedoso método de dosimetría por fibra óptica

La técnica de dosimetría por fibra óptica es estudiada por unos pocos grupos de investigación en el mundo, siendo los más importantes los del instituto Risoe, en Dinamarca, y del Royal Prince Alfred Hospital en Sidney, Australia. Sin embargo, desde hace unos años, los doctores Eduardo Caselli y Martín Santiago del instituto de Física Arroyo Seco de la Unicen, comenzaron a investigar nuevos tipos de centelladores para ser utilizados en dosimetría por fibra óptica. A través de sus trabajos (financiados por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) y la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires, se comprobó que varios compuestos de tipo experimental que el grupo venía estudiando con fines básicos, tenían propiedades mucho más adecuadas que los compuestos comerciales utilizados habitualmente en esta técnica.
El proyecto de investigación, que terminó el año pasado, dio lugar a la formación de dos doctores en el área y a varias publicaciones en revistas internacionales. En particular, parte de los resultados se presentaron en septiembre de este año en el Medical Physics and Biomedical Engineering World Congress 2009 (WC2009), en el congreso internacional más importante de Bioingeniería y Fisica Médica, realizado en Munich, Alemania. Además, los resultados de la tesis doctoral de uno de los becarios que trabajaron en el proyecto, el Dr. Pablo Molina, merecieron el primer premio del “Concurso Mejor Trabajo Científico de Posgrado" de la Reunión Bianual de la Sociedad Argentina de Bioingeniería, realizada en Rosario, en octubre de 2009.
El grupo de Caselli y Santiago cuenta con la colaboración del Centro Oncológico de la Sierras S.A. y el Sanatorio Tandil, dirigidos por los oncólogos Dr. Walter Ponce y Dr. Luis Lemoine, respectivamente. En ambos centros se llevan a cabo experiencias orientadas al desarrollo de detectores luminescentes. El grupo ha obtenido recientemente un nuevo subsidio de la ANPCyT por casi medio millón de pesos para proseguir con el proyecto. Esta vez, se incorporarán dos grupos más con el fin de conformar una red de laboratorios. Uno de ellos es dirigido por el Dr. Walter Cravero, Director del Departamento de Física de la Universidad del Sur (Bahía Blanca), que se ocupará del desarrollo de planificadores computacionales, y el otro por el Dr. Adrián Faigón, de la Facultad de Ingeniería de la UBA, que investigará la factibilidad de emplear dispositivos semiconductores (MOSFET) como detectores de radiaciones ionizantes. El nuevo proyecto, con una duración de tres años, finalizará en 2011.