La terapia con haz de partículas se usa cada vez más para tratar muchos tipos de cáncer. Consiste en someter a los tumores a haces de partículas cargadas de alta energía, como los protones. Aunque es más específico que la radioterapia convencional con rayos X, este enfoque todavía daña el entorno normaltejido. Para diseñar el plan de tratamiento óptimo para cada paciente, es esencial conocer la energía del haz y su efecto sobre el tumor y el tejido normal por igual. En un estudio reciente publicado en EPJ D , un grupo de investigadores dirigido por Ramin Abolfath en el MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas, Houston, Texas, EE. UU., Presentó un nuevo modelo matemático que describe los efectos de estas terapias con rayos en los tejidos de los pacientes, basado en nuevos, másparámetros complejos. Mediante estos nuevos modelos, los médicos deberían poder predecir el efecto de los haces de protones en el tejido normal y tumoral con mayor precisión, lo que les permitirá preparar planes de tratamiento más efectivos.
Los efectos terapéuticos y tóxicos de un haz de protones se pueden describir utilizando una combinación de dos efectos: primero, el efecto biológico de la radiación; y segundo, la cantidad de energía que el haz transfiere al tejido por unidad de longitud recorrida, referido acomo transferencia de energía lineal LET.
Durante más de medio siglo, los médicos han estado basando los planes de tratamiento en modelos radiobiológicos estándar. Estos involucraron solo dos parámetros: alfa, que es proporcional a LET; y beta, que es independiente de LET.
En este nuevo enfoque, los autores modelaron los procesos a través de los cuales la transferencia de energía de la radiación ionizante produce daño de ADN potencialmente letal a escala microscópica. Luego lo acoplaron a modelos de nacimiento y muerte de células en colonias a escala milimétrica.
Abolfath y sus colegas ajustaron su modelo a los datos sobre la respuesta de las células de cáncer de pulmón a las dosis terapéuticas de irradiación con haz de protones, y descubrieron que los modelos radiobiológicos estándar se aplicaban peor cuando la energía del haz era baja. Luego utilizaron estos hallazgos para generar nuevosmodelos en los que alfa y beta fueron reemplazados por fórmulas más complejas, que pueden explicar algunas anomalías observadas en la supervivencia celular.
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