A1.3 Radioterapia con partículas

Tópico

Las partículas cargadas —protones e iones de carbono— tienen una ventaja física frente a los fotones en la forma en que depositan su energía a lo largo del recorrido que hacen dentro del cuerpo: en vez de perder energía de manera pareja, las partículas cargadas concentran la mayor parte de esa energía al final de su recorrido, en un punto llamado pico de Bragg, y más allá de ese pico la dosis que dejan cae a casi cero.

Los fotones, en cambio, no concentran su dosis en un punto: entregan una dosis de entrada alta apenas ingresan al cuerpo y esa dosis va cayendo de forma exponencial a medida que avanzan, de modo que siempre queda una dosis de salida más allá del tumor, algo que el perfil de las partículas cargadas prácticamente elimina. Esta diferencia en cómo cada tipo de radiación reparte su dosis a lo largo del recorrido es lo que permite, en principio, entregar al tumor la misma dosis con partículas cargadas que con fotones, pero con una dosis significativamente menor sobre los tejidos sanos circundantes.

Dentro de las partículas cargadas, los iones de carbono agregan todavía una segunda ventaja, esta vez biológica, que los protones no tienen en la misma medida: los iones de carbono transfieren su energía al tejido de forma mucho más concentrada a lo largo de su trayectoria —una propiedad conocida como transferencia de energía lineal— y esa transferencia más concentrada es la que produce una eficacia biológica relativa mucho mayor: la misma dosis física entregada con iones de carbono causa entre dos y tres veces más daño biológico que la misma dosis entregada con fotones.

Ese mayor daño biológico que producen los iones de carbono tiene además una propiedad adicional: a diferencia de lo que ocurre con los fotones, cuyo daño biológico depende de que haya oxígeno presente en el tumor para manifestarse por completo, en los iones de carbono esa dependencia del oxígeno prácticamente desaparece, de modo que el daño biológico que producen es casi el mismo haya o no oxígeno en el tejido tumoral.

Esta independencia del oxígeno es justamente lo que le da a los iones de carbono una eficacia particular en los tumores hipóxicos, es decir, en tumores donde hay poco oxígeno y donde los fotones pierden buena parte de su capacidad de dañar el tejido tumoral. En conjunto, la concentración de la dosis en el pico de Bragg, propia de todas las partículas cargadas, y el daño biológico reforzado e independiente del oxígeno que aportan en particular los iones de carbono, son las dos ventajas —física la primera, biológica la segunda— que permiten a la radioterapia con partículas cargadas tratar el tumor con una dosis efectiva mayor y un daño mucho menor sobre los tejidos sanos circundantes que la que logran los fotones.

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