Un equipo do IGFAE consegue producir carbono-11 para imaxe médica mediante aceleración láser

Unha investigación liderada por persoal do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto da Universidade de Santiago de Compostela e a Xunta de Galicia, conseguiu producir, por primeira vez, o radioisótopo carbono-11 en condicións adecuadas para o seu uso en imaxe médica a través de aceleración láser.

A revista Scientific Reports publicou recentemente o artigo que describe este experimento. “Hai uns anos xa se demostrou a produción de radioisótopos para imaxe médica mediante aceleración láser, pero esta é a primeira vez que se conseguen producir durante un período de tempo suficiente para o seu uso en imaxe médica”, explica Aarón Alejo, investigador Ramón y Cajal do IGFAE.
Nesta ocasión, para producir o carbono-11 usáronse pulsos láser de ata 30 J (xulios). Ao focalizar estes feixes en poucas micras de superficie, incidindo sobre unha lámina de aluminio de 9 micras de grosor, conseguíronse xerar protóns acelerados ata alcanzar unha enerxía de 15 megaelectronvoltios. Á súa vez, estes protóns producían carbono-11, ao interactuar cos núcleos dos átomos dunha lámina de boro-11.

O experimento desenvolveuse no Centro de Láseres Pulsados de Salamanca (CLPU), no marco dunha colaboración do IGFAE, a Universidade de Sevilla, o Instituto de Instrumentación para Imaxe Médica do CSIC e a Universidade Politécnica de Valencia.
“Os resultados obtidos no CLPU demostran que a cantidade de carbono-11 que se pode producir hoxe en día cun láser é suficiente para realizar estudos pre-clínicos e que en pouco tempo poderíase chegar á cantidade necesaria para o seu uso con humanos”, asegura José Benlliure, autor principal do artigo, catedrático de Física de Partículas e investigador principal do proxecto LaserPET.

Unha oportunidade para facilitar o acceso a probas de imaxe médica
O avance conseguido por este equipo achega unha esperanzadora vía para facilitar o acceso a probas de diagnóstico mediante imaxe médica con radiomarcadores. Con todo, estas probas están actualmente limitadas pola tecnoloxía necesaria para levalas a cabo.

Todos os días realízanse no mundo centos de miles destas operacións. Estes radiomarcadores están compostos por unha molécula inerte para o organismo (por exemplo, a glicosa), que alberga un radioisótopo non estable, e que emite xeralmente fotóns. Desta maneira, o paciente recibe este radiomarcador, enfocado ao órgano que se quere estudar. Uns sensores específicos conseguen detectar os fotóns emitidos polo radiomarcador e, desta maneira, é posible reconstruír a imaxe deste órgano en tres dimensións. Estas técnicas úsanse, por exemplo, nas probas SPECT (tomografía computerizada por emisión dun fotón) ou PET (tomografía por emisión de positróns).

Neste último caso, os radioisótopos que se utilizan para as imaxes PET prodúcense en aceleradores de partículas, que teñen un elevado custo. Por iso, a partir duns poucos centros de produción en cada país, distribúense aos diferentes hospitais. A dificultade reside na curta vida media destes radioisótopos: xeralmente só se usa o flúor-18, cunha vida media de dúas horas, o que permite se distribución cunha marxe suficiente. Outros radioisótopos de interese como o carbono-11, o nitróxeno-13 ou o osíxeno-15, apenas se poden usar por esta limitación.

Fronte a este reto, o equipo do IGFAE que agora lidera este experimento propuxo, hai uns anos, o desenvolvemento da tecnoloxía necesaria para a xeración destes radiomarcadores cun menor investimento. Mediante o proxecto LaserPET, investigan como avanzar neste camiño, para equipar a calquera hospital coa súa unidade de produción propia, facilitando e xeneralizando o acceso a estas técnicas de diagnóstico con radioisótopos de vida media máis curta.

Sobre o IGFAE
O Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) é un centro de investigación creado en 1999, co obxectivo de fomentar e coordinar a investigación científica e técnica no campo da física de altas enerxías, astropartículas e nuclear. O seu persoal participa nalgunhas das colaboracións científicas máis importantes do mundo. Actualmente, o seu equipo está composto por unhas 130 persoas.
O traballo científico do IGFAE foi recoñecido, en dúas ocasións, coa acreditación como Unidade de Excelencia María de Maeztu, que outorga a Axencia Estatal de Investigación. O centro tamén forma parte da Rede de Centros de Excelencia da Xunta de Galicia, que acredita a calidade e impacto da súa investigación.