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Ciencia Nuclear y Biológica para Nuevas Herramientas que Reduzcan Irradiación de los Pacientes en el Tratamiento del Cáncer

Colaboración entre la CCHEN, la Universidad de Chile y la Universidad de Talca avanza en conocimiento clave para eventuales tratamientos con menor impacto negativo en la calidad de vida de pacientes.

 

Hace dos semanas el informe de The Economist, “Control del cáncer, acceso y desigualdad en América Latina: Una historia de luces y sombras”, elaborado por la Intelligence Unit de ese medio económico, generaba variadas reacciones. En sus páginas revelaba que los casos de cáncer en la región aumentarán en un 91%  en los próximos años y al mismo tiempo, señalaba como prioridad la detección y tratamiento tempranos como uno de cinco ejes para revertir el efecto de la enfermedad (link).

Tanto por parte de los médicos tratantes como de las personas que padecen cáncer y sus familias, el efecto que las terapias tienen en la calidad de vida de los pacientes es un factor a considerar. Un dispositivo que podría eliminar células cancerígenas a través fuente de radiaciones pulsadas de baja intensidad, puede ser un avance en este sentido. La reciente publicación del artículo “Dispositivo de plasma focus de centenares de joules como fuente de potencia pulsada para la irradiación de células cancerígenas in vitro” (link), en la revista Advances del American Institute of Physics, USA, refleja un nuevo punto de atención que se suma a los conocimientos que pueden contribuir a generar soluciones para el sistema de salud. La publicación es un estudio que llevan a cabo investigadores en física de plasmas y potencia pulsada de la CCHEN y de biología celular de la Universidad de Chile, sobre el efecto de las radiaciones pulsadas o flashes de radiación, en materia orgánica y biológica y las posibilidades de uso para el tratamiento de células cancerosas.

La Dra. de la Universidad de Chile, Katherine Marcelain, explica que “la finalidad última es poder tener el mismo efecto terapéutico que tiene la radiación en los pacientes con cáncer, pero disminuyendo considerablemente las dosis de radiación necesarias y con ello, los efectos secundarios que acompañan a la radioterapia con las dosis que se utilizan hoy en día. Por supuesto, esto es una aplicación a largo plazo que requiere muchos más estudios”.

Jalaj Jain, investigador tesista de doctorado en Ciencias Aplicadas de la Universidad de Talca, quien realiza su trabajo de tesis en la CCHEN, señala que “Como tratamiento de tumores cancerosos recurrentes, se ha propuesto la radioterapia con dosis bajas pulsadas, sin embargo, los efectos de la radiación pulsada y su diferencia con la irradiación continua en las células cancerosas a nivel celular son poco conocidas. En este estudio, se usa radiación X pulsada en régimen de dosis baja a 0.12 Grey -unidad de dosis radiactiva absorbida- y neutrones pulsados en régimen de dosis ultrabaja a 3.5 microGrey, para irradiar células de cáncer colorrectal. A estos niveles de dosis con neutrones, se ha observado muerte celular”.

Respecto a la interacción entre la radiación y las células, la Dra. Marcelain acota “La interacción de las radiaciones pulsadas producidas por este particular equipo de plasma, con las células ocurre en todos sus niveles. Incluso hay una interacción indirecta a través del medio en el que las células están contenidas. El mecanismo cómo se genera la muerte de las células no lo conocemos aún. Sabemos que tanto los rayos X como los neutrones de la fuente de plasma producen daño en la molécula de ADN. Sin embargo, sólo los pulsos de neutrones producen un daño mayor e inducen muerte celular a dosis ultra bajas, que son del orden de 1.000 a 10.000 veces menores a las dosis necesarias para conseguir efectos similares con radiación ionizante contínua, como la que se usa actualmente en radioterapia.

El plasma, cuarto estado de la materia que encontramos en sucesos tan familiares como el fuego, los rayos o los tubos fluorescentes, es generado por un dispositivo conocido como plasma focus. En el caso particular de equipos plasma focus, éstos producen flashes de rayos X y de neutrones. Jalaj Jain destaca que “en este trabajo mostramos la posibilidad de utilizar un dispositivo de plasma pulsado tipo plasma focus de baja energía, el PF-400J que posee la CCHEN, en el campo de los experimentos con células de cáncer in vitro. Además, los experimentos con células de cáncer in vitro son importantes para estudiar los efectos post-irradiación a nivel celular, lo que permite avanzar en el entendimiento de este tipo de interacciones”, a lo que agrega Katherine Marcelain: “Creemos que el mecanismo de acción es diferente al descrito para la radiación continua. Para poder dilucidar este mecanismo de muerte celular y profundizar en nuestro conocimiento acerca de la interacción del plasma con las células tumorales, estamos postulando a fondos en un nuevo proyecto asociativo de CONICYT”.

Detrás de esta idea, apoyada por el Programa de Investigación Asociativa de CONICYT, hay una potente colaboración entre el Laboratorio de Plasmas y Fusión Nuclear de la CCHEN, liderado por el Dr. Leopoldo Soto,  y el Centro de Investigación y Tratamiento del Cáncer de la Universidad de Chile, liderado por la Dra. Katherine Marcelain. En esta investigación trabajó con los destacados investigadores Ricardo Armisen, Daniel Morales y Rodrigo Andaur. Por su parte, el equipo de plasma y fusión nuclear de la CCHEN, reconocido mundialmente por sus aportes a esta ciencia, participó con los Dres. José Moreno, jefe del Departamento de Ciencias Nucleares de la CCHEN, Gonzalo Avaria,  Biswajit Bora, Sergio Davis, Cristian Pavez y Leopoldo Soto. La publicación es parte del trabajo de tesis que el investigador Jalaj Jain desarrolla para el Doctorado en Ciencias Aplicadas de la Universidad de Talca, en el Laboratorio de la CCHEN bajo la supervisión del Dr. Leopoldo Soto. 

Para comprender un poco mejor la relevancia del plasma y las radiaciones pulsadas en este contexto, recomendamos ver el siguiente video de divulgación científica, producido en la CCHEN por el Dr. Leopoldo Soto y la actriz y directora audiovisual Vane Miller:

Gonzalo Morgado. Septiembre de 2017.

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