Avance fundamental para la radioterapia con un nuevo método para tratar el cáncer
Crédito: Universidad de Manchester
Un nuevo desarrollo de investigación de la Universidad de Manchester y Christie NHS Foundation Trust ha mostrado avances en el desarrollo de un posible nuevo tratamiento contra el cáncer usando alta haces de electrones de energía.
El equipo de investigación en colaboración ha publicado sus hallazgos en la revista de Nature, Scientific Reports, y ha demostrado que los haces de electrones de muy alta energía (VHEE) pueden tener un efecto positivo para el tratamiento de daños en el ADN a niveles similares a los rayos X convencionales y terapia de protones, aprovechando al mismo tiempo las cualidades tecnológicas únicas de los haces de electrones.
Las células humanas están compuestas de ADN y este nuevo resultado es un paso fundamental para la radiación VHEE como tratamiento para varios tipos de cáncer. Este nuevo tratamiento tiene el potencial de extender el tratamiento convencional con haces de electrones utilizados en el hospital que solo penetran unos pocos centímetros en el cuerpo y luchan por llegar de manera confiable a los tumores profundos.
Esta nueva tecnología tiene el potencial de extender el caja de herramientas de técnicas de radioterapia que se pueden usar en hospitales para tratar el cáncer, en particular la capacidad de tratar tumores profundos con electrones de una manera robusta.
Un trabajo anterior del grupo de la Universidad de Manchester indicó que esta radiación es insensible a los medios intermedios, lo que significa que si la dimensión del pulmón cambia, por ejemplo (la respiración del paciente), la radiación permanecerá dirigida al tumor, lo que limitará el daño al tejido sano. Los resultados de este nuevo artículo son los primeros en cuantificar el daño a las cadenas dobles de ADN con electrones de alta energía.
Después de los experimentos realizados por la Universidad de Manchester, en las instalaciones CLEAR 250 MeV del CERN y en el Laboratorio Daresbury, los hallazgos muestran que los haces de electrones de muy alta energía (VHEE, por sus siglas en inglés) son efectivos para causar daños en el ADN, lo que es importante para matar las células cancerosas, para la radiación que se administra en el transcurso de varios minutos y para el campo de rápida evolución de la radiación FLASH de subsegundos.
En el artículo recientemente publicado, el grupo de investigación se centró en determinar experimentalmente el rendimiento de rotura de doble cadena de ADN y esto se utilizó para evaluar la eficacia biológica relativa (RBE), un valor clave para evaluar la eficacia de este tipo de radiación en comparación con las existentes. tratamientos de radiación. Se encontró que estos resultados, los primeros en el campo, son consistentes con las modalidades de radioterapia establecidas.
Kristina Small, Ph.D. estudiante, llevó a cabo los experimentos, Kristina dijo: «El tratamiento con haz de electrones ha sido identificado como un candidato para el tratamiento del cáncer de pulmón, un cáncer que lamentablemente todavía tiene una baja tasa de supervivencia. Hemos demostrado, a través de experimentos en el CERN y el Laboratorio Daresbury que VHEEs causar un nivel similar de daño al ADN en comparación con los protones y los rayos X».
Las similitudes en el daño físico entre VHEE y las modalidades convencionales dan confianza de que los efectos biológicos de VHEE también serán clave para la implementación clínica. Los investigadores también realizaron simulaciones detalladas de Monte-Carlo (basadas en estadísticas) y estas complicadas simulaciones fueron consistentes con experimentos anteriores.
El profesor Roger Jones de la Universidad de Manchester y el Instituto Cockcroft dijo: «Este documento representa un paso significativo en la verificación del potencial de los haces de electrones de muy alta energía para tratar el cáncer. Se basa en una colaboración perfecta de la Universidad del Departamento de Física y Astronomía de Manchester, la División de Ciencias del Cáncer, el Laboratorio Daresbury y el CERN, y The Christie NHS Foundation Trust.
«Es el primero en cuantificar tanto las roturas de cadena simple (SSB) como las de cadena doble rotura (DSB) en el ADN usando haces VHEE. Para hacer esto, usamos plásmidos que congelan efectivamente el daño (ya que los plásmidos no están equipados con los mecanismos de reparación que poseen las células vivas) y, por lo tanto, nos permitieron procesar los resultados obtenidos en el CERN en el Centro de Investigación del Cáncer de Manchester. Estos resultados se comparan bien con las simulaciones detalladas de Monte Carlo. También explora el emocionante régimen de radioterapia FLASH, que implica administrar una dosis alta en una escala de tiempo de menos de un segundo y donde los primeros experimentos en todo el mundo muestran potencial para preservar las células sanas durante el tratamiento. Este trabajo señala el camino para un posible nuevo paradigma en radioterapia.
«Las ventajas de esta técnica sobre los métodos existentes incluyen una administración potencialmente más precisa y rápida a los tumores con un fraccionamiento reducido (número de veces que el paciente debe tener un seguimiento tratamiento de radiación) que dan como resultado que se necesiten menos visitas de pacientes con una administración de dosis alta más conformada. Los resultados recientes en el área de radioterapia de tasa de dosis ultra alta indican una preservación considerable del tejido sano».
El siguiente paso es para demostrar aún más estos emocionantes resultados en futuros experimentos. A largo plazo, los investigadores esperan que la terapia VHEE sea una valiosa adición al conjunto de herramientas de radioterapia para mejorar el futuro tratamiento del cáncer.
Dr. Michael Merchant (División de Ciencias del Cáncer de la Universidad de Manchester) dijo: «Esta es una emocionante primera medición del daño en el ADN para electrones de muy alta energía. Estas mediciones ayudarán a comprender cómo aprovechar las aplicaciones médicas de los electrones de muy alta energía. .»
El profesor Jim Clarke, director de ASTeC en STFC Daresbury Laboratory, dijo: «Estos emocionantes resultados se han basado en estudios anteriores con menor energía de electrones utilizando CLARA en Daresbury Laboratory. La actualización de energía planificada de CLARA a 250MeV la próxima año lo convertirá en un banco de pruebas ideal para más experimentos VHEE que podrían conducir a nuevos tratamientos de radioterapia en el futuro».
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La radioterapia de alta energía podría «pintar» los tumores para evitar dañar el tejido sano Más información: KL Small et al. Evaluación de RBE de electrones de muy alta energía a partir de daños nanodosimétricos en el ADN del plásmido pBR322, Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-82772-6 Información de la revista: Scientific Reports
Proporcionado por la Universidad de Manchester Cita: Un paso crítico para la radioterapia con un nuevo método para tratar el cáncer (24 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-critical-radiotherapy-method-cancer.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.