Hay algunos tumores cancerosos que ni siquiera la cirugía, la quimioterapia o la radioterapia tradicional pueden curar. Estos tumores resistentes contribuyen a que la enfermedad sea una de las principales causas de mortalidad a nivel mundial, pero la comunidad científica está repleta de ideas para hacer que las muertes por cáncer sean cosa del pasado. Entre las últimas innovaciones médicas y tecnológicas, el progreso en la terapia de partículas — el proceso de irradiar tumores usando haces de partículas altamente energéticos generados por un acelerador de partículas — permite el tratamiento de tumores que de otra manera habrían sido fatales.

Mas de 10, En la actualidad, se utilizan 000 aceleradores lineales de pequeños electrones (linacs) para el tratamiento del cáncer en todo el mundo. La mayoría de estas máquinas se basan en haces de fotones generados por electrones para irradiar su objetivo. Algunos, sin embargo, utilizar el propio haz de electrones para la irradiación directa de electrones de baja energía, aunque esto solo puede llegar a tumores superficiales. Estos métodos difieren de la terapia con hadrones, una técnica basada en la irradiación con protones o haces de iones pesados.

Un posible complemento de la terapia con hadrones y electrones de baja energía es el uso de haces de electrones de alta energía, que puede penetrar mucho más profundamente en los tejidos. Sin embargo, esta técnica rara vez se utiliza debido al mayor costo y mayor tamaño del acelerador necesario para producirlos en comparación con las instalaciones de fotones. Además, su perfil de profundidad está menos definido que el logrado con haces de hadrones. Desarrollos recientes en aceleración de alto gradiente para aceleradores lineales compactos, impulsado principalmente por el estudio CLIC en el CERN, han comenzado a cambiar la historia.

Un hallazgo reciente podría constituir un paso más hacia el uso de haces de electrones de alta energía. Se llevaron a cabo dos estudios que involucraron a las universidades de Strathclyde y Manchester en el acelerador lineal de electrones para investigación del CERN (CLEAR), una instalación de prueba que sirve a los esfuerzos de investigación y desarrollo en tecnología de aceleradores. Los investigadores probaron una nueva técnica de irradiación que involucra haces de electrones de muy alta energía (VHEE) enfocados en un pequeño, mancha densa. Al enfocar un haz VHEE con una lente electromagnética de gran apertura, establecieron que las partículas podían viajar varios centímetros de profundidad en un fantasma de agua (un gran cubo de agua utilizado para estudios sobre radiación) sin una dispersión significativa, es decir, sin dejar de centrarse en un bien definido, volumen objetivo. Por lo tanto, un rayo de este tipo podría usarse teóricamente para tratar células cancerosas profundamente arraigadas con daño limitado a los tejidos circundantes.

Esta es una noticia prometedora para la comunidad de tecnología médica por una variedad de razones:los haces VHEE producidos por linacs compactos en entornos clínicos no solo ofrecerían una alternativa más rentable a otras terapias con haces de partículas, sino que también proporcionarían a los médicos un medio altamente confiable. ya que su dispersión en tejido no homogéneo es limitada. Estos factores podrían expandir drásticamente el grupo de pacientes elegibles para la terapia con electrones. Adicionalmente, Los haces VHEE serían compatibles con la radioterapia FLASH, una técnica para entregar partículas altamente energéticas a los tejidos casi instantáneamente (en menos de un segundo). El CERN y el Hospital Universitario de Lausana (CHUV) unieron fuerzas recientemente con el objetivo de construir una instalación clínica de alta energía para la terapia FLASH, con pruebas preliminares que se realizarán en las instalaciones de CLEAR.

El haz VHEE ultraenfocado es el fruto directo de los avances en la tecnología de aceleración lineal logrados por el estudio CLIC en el CERN. Atestigua la relevancia de este campo de investigación no solo para la física de partículas sino para la sociedad en su conjunto. Aunque los haces de VHEE requieren más investigación antes de encontrar aplicaciones prácticas en un entorno clínico, Los resultados de CLEAR contribuyen a ampliar el campo de posibilidades para el tratamiento del cáncer.