Investigadores españoles participan en un proyecto multidisciplinar para lograr altas dosis de radiación ultrarrápida contra el cáncer y allanar el camino hacia un modelo terapéutico eficaz y controlado de radioterapia flash de protones.

El Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (i3M), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), lideran el proyecto mientras que el Centro de Láseres Pulsados de Salamanca (CLPU) acoge el primer experimento en España que genera altas dosis de radiación ultrarrápida, de menos de un segundo, mediante protones acelerados por láser para impactar en células vivas. El objetivo es entender los mecanismos entre las diferentes tasas de dosis.

Según ha informado la UPV en un comunicado, si se aplica la dosis de radiación clínica (de unos 40 gray) en tiempos cortos de menos de un segundo, "se reducen considerablemente los efectos negativos de la radiación sobre tejido sano". Es decir, que los efectos en la radioterapia no solo dependen de la dosis que se administre, sino de la tasa de aplicación de esa dosis.

Los aceleradores láser son las herramientas más apropiadas para conseguir dosis ultrarrápidas de alta intensidad, porque son capaces de concentrar protones "en pulsos muy cortos y con dosis instantáneas muy altas". Para ello, el CLPU dispone de VEGA, el único sistema láser de España capaz de alcanzar un pico de potencia de un petavatio con una tasa de repetición de un hercio, que permite irradiar cada muestra "en unos pocos minutos".

El objetivo del experimento que lidera Michael Seimetz, investigador del CSIC en el i3M, es entender los mecanismos que se producen en el organismo entre las diferentes tasas de dosis de radiación. Para ello, se utilizan como modelo cultivos celulares comerciales de adenocarcinoma humano, un tipo de cáncer de pulmón.

El próximo objetivo

Este experimento forma parte de un programa experimental que se inició en el Laboratorio Láser de Aceleración y Aplicaciones de la Universidad de Santiago de Compostela, bajo la dirección del investigador del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) José Benlliure.

Para este experimento, el IGFAE ha desarrollado un blanco (el medio de interacción del láser para generar los protones) que permite realizar hasta 800 disparos en unas pocas horas. Esta fuente de partículas ha sido completada por un selector energético para reducir la anchura del espectro de los protones y guiarlos a través de una ventana delgada, condición necesaria para la irradiación de las muestras biológicas que se mantienen bajo presión atmosférica.

Para Michael Seimetz, el siguiente paso del experimento será aumentar la dosis instantánea: "Lo podríamos lograr focalizando el haz de protones detrás del blanco, porque de esa manera aumentaremos el flujo de protones acelerados. Y estaremos encantados de poder volver a estas instalaciones".