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La tecnología que permite saber con más precisión dónde actúa la radiación contra un tumor
Un investigador japonés presentó en la UNCo tecnologías para mejorar la precisión de la protonterapia y tratamientos con radioisótopos contra tumores.
Neuquén. Tecnologías desarrolladas para estudiar partículas subatómicas podrían ayudar a mejorar la precisión con la que se aplican tratamientos contra el cáncer. El físico japonés Kazuo Tanaka presentó este jueves en la Universidad Nacional del Comahue desarrollos vinculados con la protonterapia y con el uso de materiales radiactivos para atacar tumores.
La exposición se realizó en la Facultad de Ingeniería de la UNCo, en el marco de la conferencia internacional “Ruptura de simetría entre partículas y antipartículas. Investigación interdisciplinaria surgida de la medición de la radiación”.
Aunque el título de la actividad estaba vinculado con uno de los grandes problemas de la física de partículas, una parte de la investigación presentada tiene una aplicación mucho más concreta: desarrollar herramientas que permitan saber con mayor precisión qué ocurre con la radiación dentro del cuerpo.
La conferencia comenzó a las 16 en el Aula Magna de la Facultad de Ingeniería y reunió a poco más de 50 personas. La presentación fue realizada en inglés, con traducción al español, y también pudo seguirse de manera online, con alrededor de un centenar de espectadores a través de YouTube.
Uno de los proyectos en los que trabaja Tanaka está relacionado con la protonterapia, una modalidad de radioterapia que utiliza protones para concentrar la dosis de radiación sobre una determinada zona.
El objetivo es aprovechar una característica de estas partículas: pueden depositar gran parte de su energía en una región específica. Pero para que el tratamiento sea lo más preciso posible, es fundamental conocer dónde termina realmente el recorrido del haz dentro del organismo.
El desafío de saber dónde termina el haz
Durante un tratamiento, los equipos médicos utilizan modelos y simulaciones para calcular cómo atravesarán los protones el cuerpo y qué dosis recibirá cada tejido. Sin embargo, existe un margen de incertidumbre entre el recorrido calculado y lo que efectivamente sucede durante la irradiación.
Ese margen puede resultar especialmente importante cuando el objetivo es alcanzar un tumor ubicado cerca de tejidos sanos.
“El peor caso es creer que el haz está irradiando el cáncer y que en realidad esté alcanzando tejido sano”, explicó Tanaka durante la conferencia.
La investigación en la que participa busca reducir precisamente esa incertidumbre mediante un sistema que permita obtener información sobre el recorrido de los protones mientras se realiza la irradiación.
Para eso, el equipo desarrolla detectores que se colocan alrededor del cuerpo y registran las partículas que se dispersan y vuelven a salir después de atravesar los tejidos.
La información obtenida luego es procesada mediante técnicas de aprendizaje automático, con el objetivo de reconstruir el recorrido de los protones dentro del organismo.
Según explicó el investigador, el sistema logró alcanzar una precisión del orden de los milímetros.
La tecnología tiene su origen en herramientas desarrolladas para la física de partículas, donde los investigadores necesitan detectar cambios extremadamente pequeños y realizar mediciones con niveles de precisión muy elevados.
Tanaka contó que algunos de los experimentos en los que participa trabajan actualmente con mediciones de nueve dígitos y buscan avanzar hasta diez. Para dimensionar esa precisión, durante la exposición preguntó al público si podía imaginar medir su altura o su peso con diez dígitos de exactitud.
Ese tipo de conocimientos en sensores, detección y procesamiento de señales puede trasladarse ahora a campos como la medicina.
El otro desafío: llevar la radiación hasta el tumor
La segunda línea de investigación presentada por Tanaka está relacionada con el uso de radioisótopos que emiten partículas alfa para atacar células tumorales.
Estas partículas tienen un recorrido extremadamente corto dentro del organismo. Esa característica puede ser útil porque permite concentrar su efecto en una zona muy pequeña y limitar su alcance sobre los tejidos próximos.
Pero esa ventaja también plantea un desafío: conseguir que el material radiactivo llegue y permanezca precisamente en el tumor.
Durante la conferencia, una pregunta del público apuntó directamente a ese problema: cómo lograr que las partículas actúen sobre las células cancerosas y no sobre otras.
Tanaka explicó que las partículas alfa recorren distancias muy pequeñas dentro de los tejidos, inferiores al micrómetro. Por eso, uno de los principales objetivos de la investigación es conseguir que el radioisótopo se concentre en el lugar adecuado.
Una de las alternativas estudiadas utiliza nanopartículas de oro como vehículo para transportar el material radiactivo hasta las células tumorales.
El equipo también trabaja en sistemas de detección que permitan observar qué ocurre con las nanopartículas y el radioisótopo una vez que ingresan al organismo.
“Queremos saber si permanecen unidos dentro del cuerpo”, explicó Tanaka al describir el objetivo de esta tecnología.
Para responder esa pregunta, los investigadores desarrollaron un sistema de imágenes de radiación capaz de rastrear ambos materiales de manera simultánea.
El desarrollo todavía forma parte de una línea de investigación y no implica que estas tecnologías estén disponibles como tratamientos médicos de uso general. El objetivo es avanzar en herramientas que permitan controlar con mayor precisión dónde se concentra la radiación y cómo se comporta dentro del organismo.
“Las nuevas tecnologías médicas requieren nuevas tecnologías para detectar la radiación”, planteó Tanaka.
La idea resume el vínculo que atraviesa buena parte de su trabajo: técnicas creadas originalmente para observar fenómenos invisibles a escala subatómica pueden terminar aportando herramientas para resolver problemas concretos de la medicina.
En este caso, la búsqueda apunta a algo tan preciso como saber dónde está una partícula dentro del cuerpo y, a partir de esa información, mejorar la capacidad de dirigir la radiación hacia un tumor y reducir la exposición innecesaria de los tejidos que lo rodean.
