Un equipo do IGFAE participa nun experimento pioneiro para conseguir altas doses de radiación ultrarrápida contra o cancro

Persoal investigador do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto da USC e da Xunta de Galicia, participa nun experimento pioneiro en España que utiliza unha nova tecnoloxía para reducir os efectos negativos da radioterapia en tecidos sans. O proxecto pretende xerar altas doses de radiación ultrarrápida, coñecida como ‘radioterapia flash’, mediante protóns acelerados por láser, para impactar en células vivas.

Segundo explica o equipo deste experimento, na radioterapia convencional adoita aplicarse un feixe de partículas continuo. Pero nos últimos anos estase a observar que cando se aplica a dose establecida para a radiación clínica en tempos curtos de menos dun segundo, redúcense considerablemente os efectos negativos deste tratamento sobre o tecido san. É dicir, que os efectos na radioterapia non só dependen da dose que se administre, senón tamén da súa taxa de aplicación.

Para conseguir doses ultrarrápidas de alta intensidade, os aceleradores láser son as ferramentas axeitadas: poden concentrar protóns, as partículas que forman o núcleo do átomo xunto ao neutrón, en pulsos moi curtos e con doses instantáneas moi altas. Para isto utilizouse o láser VEGA da infraestrutura singular do Centro de Láseres Pulsados (CLPU) de Salamanca, o único sistema de España capaz de alcanzar un pico de potencia dun petavatio cunha taxa de repetición dun hercio, que permite irradiar cada mostra nuns poucos minutos.

Co obxectivo de entender os mecanismos que teñen lugar no organismo entre as diferentes taxas de doses de radiación, utilízanse como modelo cultivos celulares comerciais de adenocarcinoma humano, un tipo de cancro de pulmón. O equipo do Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago de Compostela (IDIS), liderado por Ana Vega, foi responsable da preparación das mostras utilizadas nos experimentos realizados no L2A2. Para desenvolver o experimento no CPLU contaron co apoio dun grupo do Instituto de Bioloxía Funcional e Xenómica de Salamanca, baixo a dirección de Olga Calvo, que preparou as mostras, transportounas ao laboratorio e mantívoas baixo control ata a volta ás súas instalacións, onde se analizaron con posterioridade.

O IGFAE, a cargo da análise dos datos do experimento

Para este experimento o IGFAE desenvolveu un branco (o medio de interacción do láser para xerar os protóns) que permite realizar ata 800 disparos nunhas poucas horas. Esta fonte de partículas, que funciona en alto baleiro, foi completada por un selector enerxético, construído polo i3M, para reducir a anchura do espectro dos protóns e para guialos a través dunha xanela delgada, condición necesaria para a irradiación das mostras biolóxicas que se manteñen baixo presión atmosférica.

O equipo do IGFAE neste experimento está composto por Aarón Alejo, José Benlliure, Adrián Bembibre e Alicia Reija, estudante de doutoramento que analizará todos os datos do proxecto no marco da súa tese.

Este traballo enmárcase nun programa experimental que o IGFAE desenvolve dende hai anos no Laboratorio Láser de Aceleración e Aplicacións (L2A2), en colaboración co IDIS, baixo a dirección do investigador do IGFAE José Benlliure, onde se irradiaron os primeiros cultivos celulares con pulsos ultra-cortos de raios X.

Próximo obxectivo: aumentar a dose instantánea

Segundo  Michael Seimetz, investigador principal do proxecto e científico do Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (i3M), centro mixto do Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) e a Universitat Politècnica de València (UPV), o seguinte paso do experimento será aumentar a dose instantánea: “Poderiámolo lograr focalizando o feixe de protóns detrás do branco, porque dese xeito aumentaremos o fluxo de protóns acelerados”, conclúen dende o equipo investigador.