A7 Radioterapia

Tópico

La radioterapia usa radiación ionizante —fotones de rayos X, electrones, protones o iones pesados— para destruir células tumorales dañando directamente su ADN. El daño central que produce esa radiación sobre el ADN es la rotura simultánea de sus dos cadenas en un mismo punto: cuando la célula no logra reparar esa rotura de doble cadena antes de dividirse, muere en el intento de completar su siguiente división celular. La probabilidad de que una célula sobreviva a una dosis determinada de radiación depende de dos tipos de daño distintos que esa dosis produce sobre el ADN: un daño directo, que es imposible de reparar y que aumenta en proporción simple a la dosis aplicada, y un daño indirecto, que solo resulta letal cuando dos lesiones más leves ocurren lo bastante cerca entre sí como para interactuar, y que por eso crece más rápido que la dosis aplicada, en proporción al cuadrado de esa dosis.

La proporción entre este daño directo y este daño indirecto no es la misma en todos los tejidos, y esa proporción, propia de cada tejido, determina qué tan sensible es ese tejido al tamaño de cada dosis individual que recibe en una sola sesión. Los tejidos de respuesta tardía a la radiación, como la médula espinal, el pulmón o el riñón, tienen una proporción en la que el daño indirecto pesa relativamente más, lo que los hace especialmente sensibles cuando la dosis de cada sesión es grande; los tumores y los tejidos de respuesta rápida, en cambio, tienen una proporción en la que el daño directo pesa relativamente más, y por eso son comparativamente menos sensibles al tamaño de cada dosis individual. Esta diferencia es la razón por la que el tratamiento convencional reparte la dosis total en muchas sesiones de dosis pequeña cada una: al repartir así la dosis, protege más a los tejidos sanos de respuesta tardía que al propio tumor, que sigue acumulando casi el mismo daño total independientemente de en cuántas sesiones se reparta la dosis. Existen tumores, como el cáncer de próstata, en los que esta misma proporción entre daño directo e indirecto se parece más a la de un tejido de respuesta tardía que a la de un tumor típico; en esos casos, administrar la dosis total en muy pocas sesiones de dosis grande cada una —una estrategia conocida como radioterapia hipofraccionada— logra un efecto equivalente al del tratamiento convencional mucho más repartido, sin perder la protección relativa sobre los tejidos sanos.

Para que el tratamiento logre eliminar por completo un tumor, no basta con destruir a la gran mayoría de sus células: incluso una sola célula tumoral capaz de seguir dividiéndose y de regenerar todo el tumor, una célula clonogénica, que sobreviva al tratamiento puede hacer que el tumor reaparezca más adelante. Por eso, la probabilidad de que el tratamiento controle por completo al tumor depende de que la dosis aplicada logre reducir el número de células clonogénicas que sobreviven hasta un nivel extremadamente bajo, prácticamente cero, y esa probabilidad de control tumoral aumenta con la dosis total aplicada de una forma que refleja cuántas células clonogénicas tenía el tumor al empezar el tratamiento. Al mismo tiempo, aumentar la dosis aplicada para maximizar esa probabilidad de control tumoral también aumenta la probabilidad de que aparezca una complicación grave en algún tejido sano cercano al tumor, de modo que la dosis que finalmente se elige para el tratamiento es la que logra la mayor probabilidad de control tumoral posible sin superar un límite de tolerancia en la probabilidad de complicación de cada tejido sano de riesgo cercano.

Qué tan sensible resulta un tumor a una dosis determinada de radiación también depende de cuánto oxígeno hay disponible dentro de ese tumor en el momento de recibir la dosis: el oxígeno estabiliza el daño que la radiación produce sobre el ADN, haciendo que ese daño sea permanente en vez de reparable, de modo que las zonas de un tumor con muy poco oxígeno disponible, como ocurre en las regiones hipóxicas de un tumor grande, resultan considerablemente más resistentes a la radioterapia que las zonas del mismo tumor bien oxigenadas, y pueden necesitar hasta dos o tres veces la dosis para lograr el mismo control tumoral. Para superar esta resistencia de las zonas hipóxicas de un tumor, existen varias estrategias: administrar fármacos que imitan el efecto estabilizador del oxígeno sobre el daño al ADN incluso en ausencia de oxígeno real, recurrir al hipofraccionamiento descrito antes, que supera parcialmente la capacidad de reparación de la célula tumoral, o utilizar iones pesados en vez de fotones, un tipo de radiación cuyo efecto depende mucho menos de la disponibilidad de oxígeno dentro del tumor.

Para que la dosis de radiación llegue al tumor y respete el límite de tolerancia de los tejidos sanos cercanos descrito antes, es necesario calcular con precisión cómo se distribuye la dosis en todo el volumen que va a irradiarse, combinando cómo deposita su energía la radiación en cada punto del recorrido del haz con la intensidad de radiación que efectivamente llega a cada uno de esos puntos. Los sistemas modernos de planificación del tratamiento usan este cálculo para diseñar, antes de empezar el tratamiento, un plan que module la intensidad del haz desde múltiples ángulos alrededor del paciente, buscando maximizar la probabilidad de control tumoral dentro del tumor mientras mantiene la probabilidad de complicación de cada tejido sano de riesgo por debajo de su límite de tolerancia. Como la forma y la posición exactas del tumor y de los tejidos sanos cercanos pueden cambiar levemente de una sesión de tratamiento a otra, los sistemas modernos de planificación se apoyan además en imágenes tomadas justo antes o durante cada sesión, que permiten verificar y corregir en tiempo real cualquier cambio anatómico antes de administrar la dosis planificada.

En conjunto, todos estos mecanismos de la radioterapia —el daño directo e indirecto que la radiación produce sobre el ADN de la célula, la sensibilidad propia de cada tejido al tamaño de cada dosis individual, el equilibrio entre la probabilidad de controlar el tumor y la probabilidad de complicar un tejido sano, la resistencia adicional que impone la falta de oxígeno dentro del tumor, y el cálculo detallado de cómo se distribuye la dosis dentro del volumen irradiado— son los que la física médica y la oncología radioterápica ajustan en conjunto para cada paciente. Elegir cuántas sesiones usar y de qué tamaño de dosis cada una depende de la sensibilidad propia del tumor y de los tejidos sanos cercanos; identificar si el tumor tiene zonas con poco oxígeno orienta si conviene sumar alguna de las estrategias que superan esa resistencia adicional; y calcular con precisión la distribución de la dosis dentro del volumen irradiado determina si el tratamiento logra proteger a los tejidos sanos mientras sigue dañando al tumor con la eficacia necesaria. De este modo, la misma radioterapia que usa radiación ionizante para dañar el ADN de las células tumorales termina siendo, a través de todos estos mecanismos y cálculos, lo que la clínica ajusta con precisión para destruir al tumor sin destruir, en el intento, al tejido sano que lo rodea.

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