Desarrollan un modelo sobre los efectos biológicos de diferentes tipos de radioterapias contra el cáncer

Representación artística de electrones energéticos (trayectorias magenta) interaccionando con los diferentes componentes moleculares del ADN y el agua circundante. Ilustración para la contraportada de Physical Chemistry Chemical PhysicsLa prestigiosa revista Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) ha seleccionado el artículo Secciones eficaces de excitación e ionización en biomateriales en fase condensada por electrones de muy baja energía: aplicación en agua líquida y componentes genéticos para la contraportada de su número de marzo y como uno de los 2021 HOT PCCP articles (los artículos más actuales y con más repercusión). Sus autores, los físicos Isabel Abril (Universidad de Alicante), Rafael García-Molina (Universidad de Murcia) y Pablo de Vera (exalumno UA, donde realizó su Tesis Doctoral, y actualmente becario Marie Curie en el European Centre for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Areas en Trento, Italia) describen en él los frutos de su investigación: un nuevo modelo teórico sobre cómo interactúan los electrones de baja energía con las distintas bases del ADN, que ayuda a entender mejor los efectos biológicos de diferentes tipos de radioterapias contra el cáncer.

Los resultados de este estudio son aplicables en muchos ámbitos, pero cabe destacar el de la protonterapia, una técnica innovadora en la curación del cáncer que es mucho menos invasiva que la radioterapia convencional. Tal y como explica la profesora Isabel Abril, la protonterapia es un tratamiento con haces de protones energéticos que, al igual que la radioterapia, actúa sobre el ADN de las células cancerígenas para destruirlas, pero de una forma mucho menos invasiva puesto que la energía liberada llega al tumor dañando menos a los tejidos sanos en su recorrido y, al pararse los iones justo en el tumor, no dañan a los órganos circundantes. Otra de las ventajas de la utilización de protones en lugar de rayos gamma es su precisión. Todo ello redunda en el beneficio del paciente ya que son menos las complicaciones producidas por este tratamiento que, tal y como explica la la profesora Abril, está especialmente indicado cuando los tumores no se encuentran en la superficie y en los casos de cáncer pediátrico, debido al rápido desarrollo de las células en los niños.

En estos momentos solo hay dos centros en España que utilizan esta técnica, el hospital Quirón de Madrid y la Clínica Universitaria de Navarra, en parte debido a la alta inversión que hay que realizar en las instalaciones de este tipo de terapia.

Se recurre a los modelos teóricos, “que son predictivos”, tal y como comenta la investigadora, cuando es imposible realizar los estudios experimentalmente. En este caso concreto, la dificultad viene dada por el hecho de que el objeto de estudio está en estado líquido. “El cuerpo de la persona está formado mayoritariamente (80%) por agua, los protones energéticos la ionizan, y se produce una cascada de electrones que son los que dañan el ADN. Para que se rompa la cadena de esta molécula biológica es además necesario que se produzcan muchas roturas en el mismo espacio y tiempo para que no funcionen los mecanismos de reparación”, explica.

Los resultados de esta investigación tienen, tal y como señala Isabel Abril, otras aplicaciones, como la protección de los ocupantes en las misiones tripuladas a las radiaciones nocivas del espacio.

El trabajo, publicado en abierto por la revista PCCP, puede descargarse gratuitamente en el siguiente enlace.

Más información

Entrevista de la revista Métode a la profesora Isabel Abril.

Fuente: UA







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