Nou sistema per a monitorizar en temps real la teràpia amb partícules pesades contra el càncer
El grup de recerca IRIS (IFIMED-IFIC) acaba de publicar, a les revistes Frontiers i Oncology i Physics in Medicine, resultats que indiquen la validesa d'un nou telescopi Compton per a hadronterapia. El nou sistema pretén determinar de manera eficaç el lloc on es diposita la radiació en aquest tipus de teràpies contra tumors, un aspecte decisiu per a la seua aplicació clínica.
Un dels factors crítics per a aprofitar al màxim els beneficis de l'anomenada teràpia hadrònica contra el càncer és saber amb exactitud on es diposita l'energia de les partícules pesades que utilitza. Actualment es desenvolupen diferents tècniques per a comprovar-ho mentre es tracta al pacient. El grup de recerca IRIS de la nova instal·lació en Física Mèdica (IFIMED) de l'Institut de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), treballa en un tipus de càmera amb detectors similars als què s'utilitzen per a detectar les partícules produïdes en el Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC) del CERN, però adaptada a l'àmbit clínic. Es tracta d'un telescopi Compton de tres capes, un sistema capaç de determinar el lloc on les partícules pesades deixen la seua energia en el pacient de manera eficaç. Els primers resultats publicats indiquen la viabilitat d'aquesta nova tècnica.
A diferència de la radioteràpia convencional, l'hadronteràpia utilitza partícules carregades pesades per a irradiar el tumor. Aquestes partícules, protons en la majoria dels casos, dipositen quasi tota l'energia amb què s'emeten al final de la seua trajectòria, la qual cosa es coneix com a 'pic de Bragg'. La idea d'utilitzar-les contra el càncer consisteix a què aqueix pic coincidisca amb el lloc on se situa el tumor, ja que d'aquesta manera es diposita menor dosi en el teixit sa. A més, les partícules pesades destrueixen el tumor amb major efectivitat que amb els fotons.
No obstant açò, és difícil determinar que, efectivament, dipositen aquesta energia en el lloc on està el tumor: mentre que en radioteràpia convencional es detecten els fotons que ixen del cos per a determinar el procés (afectant en el seu pas a altres teixits), en hadronteràpia el tipus d'interacció de les partícules pesades amb el tumor no permet una detecció senzilla.
El mig centenar de centres que dispensa aquesta teràpia a tot el món utilitza escàners PET (tomografia per emissió de positrons) para monitoritzar la teràpia. El PET detecta els fotons que es generen en aniquilar-se les antipartícules de l'electró, produïdes durant la irradiació, amb els electrons del teixit. Però aquest mètode té limitacions: a més de la poca eficiència del sistema (es generen pocs positrons), aquest tipus de monitoratge es realitza normalment temps després de la irradiació i resulta difícil integrar els aparells en les sales d'hadronteràpia, que requereixen grans i costosos acceleradors de partícules per a emetre el feix amb l'energia desitjada.
"Una alternativa és utilitzar la radiació gamma que produeix la interacció, més abundant i de producció més immediata", explica Gabriela Llosá, investigadora del grup IRIS (Image Reconstruction, Instrumentation and Simulations for medical applications) a l'IFIC-IFIMED. S'està començant a fer proves en centres de teràpia hadrònica amb les anomenades 'càmeres colimades', sistema que ofereix una imatge simple, unidimensional, del que ocorre durant l'hadronteràpia en el cos del pacient. L'equip de l'IFIMED on treballa Llosá desenvolupa un sistema alternatiu: un telescopi Compton, una càmera formada per tres capes de bromur de lantani (LaBr3) que 'centellegen' al contacte amb les partícules gamma.
"Aquest sistema determina de forma més eficient on es diposita la radiació en la teràpia hadrònica", sosté Llosá. L'avantatge d'aquest sistema front a les càmeres colimades és que aprofita millor la radiació gamma produïda en la interacció, per la qual cosa ofereix més informació sobre la deposició de l'energia en el teixit. El principi de detecció és similar al que utilitzen els grans detectors que reconstrueixen el que succeeix en els xocs de partícules del Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC) del CERN, on l'IFIC té una àmplia experiència tant en la construcció com en l'operació de varis dels seus experiments.
No obstant açò, aplicar aquests principis de recerca bàsica a la clínica és complex: en primer lloc, "cal desenvolupar un dispositiu xicotet, que siga possible situar en la sala d'hadronteràpia alhora que es realitza el tractament", argumenta Llosá. Per a millorar l'eficàcia del dispositiu, relacionat amb la proposta que va rebre el Premi Idea en 2011, l'equip liderat per Gabriela Llosá i Josep Oliver ha inclòs una tercera capa en la càmera, les primeres imatges de la qual es van publicar en la revista Frontiers in Oncology.
A més, el sistema, denominat MACACO (acrònim en anglès per a càmera Compton compacta per a aplicació mèdica), s'ha provat per primera vegada amb feixos de protons en el ciclotró AGOR del Centre KVI per a Tecnologia Avançada en Radiació de la Universitat de Groningen (Holanda). Els resultats es publiquen en Physics in Medicine and Biology. Per a Llosá, aquestes proves demostren la viabilitat del mètode. No obstant açò, es requereix major esforç per a aconseguir la precisió necessària per a la seua aplicació clínica i finançar el seu desenvolupament.
