(Phys.org) —La radioterapia Microbeam (MRT) ofrece una gran promesa para los pacientes con cáncer a través de su capacidad para destruir las células tumorales mientras protege el tejido sano circundante. Sin embargo, la investigación sobre su uso clínico se ha visto limitada por el gran tamaño de la tecnología necesaria para generar los haces. Hasta ahora, la administración de MRT requería aceleradores de electrones masivos conocidos como sincrotrones. Pero con un nuevo emisor de microhaces desarrollado en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, la tecnología se ha reducido, abriendo las puertas a la investigación clínica.

En un estudio publicado en línea por Letras de física aplicada , un equipo multidisciplinario dirigido por el profesor de física Otto Zhou, Doctor; Profesor asociado de oncología radioterápica X. Sha Chang, Doctor; y el profesor de física Jianping Lu, Doctor, construyó un dispositivo utilizando tecnología de matriz de fuentes de rayos X basada en nanotubos de carbono desarrollada en la UNC que puede generar radiación de microhaz con características similares a las generadas por la radiación de sincrotrón. Investigadores de Ciencias Aplicadas y Radiología de la UNC también participaron en este estudio.

Zhou, miembro del Centro Integral de Cáncer UNC Lineberger, señala varios estudios que han demostrado que la radiación de microhaz destruyó los tumores y aumentó la supervivencia hasta en un factor de diez en los animales portadores de tumores cerebrales tratados con la técnica. Si bien se ha demostrado el potencial de la tecnología, la enorme infraestructura necesaria para llevar a cabo los estudios ha impedido que se realicen investigaciones para uso clínico.

"La innovación aquí, lo que hemos hecho en la universidad, consiste en construir equipos que sean compactos y que puedan usarse potencialmente en un hospital y lograr un valor terapéutico similar. Se conoce el hecho de que el microhaz puede producir el efecto de radiación, se han realizado los experimentos, pero el uso del equipo basado en sincrotrón no es práctico, "dijo Zhou.

La radioterapia en el uso clínico actual baña uniformemente los tumores en dosis altas de radiación, pero la toxicidad de la radiación limita el tamaño de los tumores que pueden tratarse con seguridad. MRT dosifica el área con delgados planos de radiación paralelos, hasta unos pocos cientos de micrones de ancho, creando un patrón de rayas de irradiación a través del tumor. En pruebas con animales de laboratorio, este enfoque conduce a una menor toxicidad y la capacidad de administrar de forma segura una dosis mucho más alta para tratar tumores radiorresistentes como los tumores cerebrales.

El equipo ya ha demostrado que su dispositivo MRT compacto puede generar dosis y distribución de radiación similares en animales de laboratorio como se ve en los estudios basados ​​en sincrotrón. capaz de administrar con precisión la radiación de microhaz al sitio del tumor cerebral en ratones. Con ese conocimiento, han comenzado a trabajar para determinar si los animales tratados con su dispositivo muestran los mismos beneficios terapéuticos que los de los estudios de sincrotrón. Eso permitiría a los investigadores de la UNC y de otros lugares comenzar el nivel de investigación sobre MRT necesario para demostrar que puede beneficiar a los pacientes humanos.

"Imagínense cuál podría ser el impacto clínico potencial. En muchos casos de cáncer de tumores cerebrales en niños, normalmente el pronóstico no es bueno. La toxicidad por radiación para los tejidos en desarrollo es mucho más grave que para los adultos. Esta radiación puede controlar el tumor, pero no daña el tejido normal. Tiene un gran potencial de aplicación clínica, "dijo Chang, miembro de UNC Lineberger.

Debido a la capacidad limitada de los investigadores para estudiar los efectos de MRT, Se sabe poco acerca de por qué la radiación destruye los tumores, pero solo causa un daño mínimo a los tejidos circundantes. Un emisor de MRT más compacto permitiría a más investigadores acceder a la tecnología y estimularía un mayor nivel de investigación sobre la interacción entre la radiación y la biología. según Lu.

"Uno de los objetivos de la investigación es comprender por qué funciona, "dijo Lu.