La terapia con haz de partículas se usa cada vez más para tratar muchos tipos de cáncer. Consiste en someter los tumores a haces de partículas cargadas de alta energía como los protones. Aunque más dirigida que la radioterapia convencional con rayos X, este enfoque todavía daña el tejido normal circundante. Diseñar el plan de tratamiento óptimo para cada paciente, es fundamental conocer la energía del rayo y su efecto tanto en el tumor como en el tejido normal.
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, ESTADOS UNIDOS, presentó un nuevo modelo matemático que describe los efectos de estas terapias de rayos en los tejidos de los pacientes, basado en nuevo, mas complejo, parámetros. Usando estos nuevos modelos, los médicos deberían poder predecir el efecto de los haces de protones en el tejido normal y tumoral con mayor precisión, permitiéndoles preparar planes de tratamiento más eficaces.
Los efectos terapéuticos y tóxicos de un haz de protones se pueden describir usando una combinación de dos efectos:primero, el efecto biológico de la radiación; y segundo, la cantidad de energía que el rayo transfiere al tejido por unidad de longitud recorrida, denominada transferencia de energía lineal (LET).
Durante más de medio siglo, los médicos han basado los planes de tratamiento en modelos radiobiológicos estándar. Estos involucraban 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 daños en el ADN potencialmente letales 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 dosis terapéuticas de irradiación con haz de protones. y descubrió que los modelos radiobiológicos estándar se aplicaban peor cuando la energía del haz era baja. Luego utilizaron estos hallazgos para generar nuevos modelos en los que alfa y beta fueron reemplazados por fórmulas más complejas, que pueden explicar algunas anomalías observadas en la supervivencia celular.
