Ciencia y Tecnología
Con el acelerador a fondo
Un equipo de investigación argentino avanza en el desarrollo de un acelerador de partículas, de diseño nacional, que le permitirá al país implementar la Terapia por Captura Neutrónica en Boro contra el cáncer. Se trata de un tecnología que manejan menos de 10 países en el mundo. Su aplicación está particularmente recomendada para tumores difusos e infiltrantes, para los cuales las radioterapias tradicionales no son efectivas.
Por Redacción NexCiencia • 05/12/2023 22:51 • Tiempo estimado de lectura: 12 minutos
La radioterapia es un tratamiento oncológico que se aplica hace más de un siglo sobre diferentes tipos de cáncer y que utiliza altas dosis de radiación para destruir las células tumorales. Esta técnica se ha mostrado efectiva cuando se emplea sobre tumores bien delimitados, con un volumen sólido al que se le puede apuntar con precisión. Pero, cuando los límites del tumor son difusos o existen células tumorales dispersas que infiltran el tejido sano, los tratamientos tradicionales de radioterapia se vuelven inútiles porque provocarían demasiado daño al paciente.
En estos casos sería necesario desarrollar una tecnología que permitiera primero identificar y “marcar” las células cancerígenas y luego disparar un haz de partículas que solamente afectara a esas células. Aunque parezca una idea propia de alguna novela de ciencia ficción, este tratamiento ya se está aplicando en algunos países y se lo conoce con el nombre de Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT en inglés).
En nuestro país, un grupo de investigadoras e investigadores de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) encabezados por el físico Andrés Kreiner, están avanzando en el desarrollo de un acelerador de partículas de diseño ciento por ciento nacional, que podría ser instalado en hospitales, y que permitiría generar los neutrones necesarios para utilizar esta técnica.
El interés que despierta este desarrollo no se limita a las fronteras de nuestro país. De hecho, la CNEA ya exportó un prototipo que fue instalado en Seúl.
El trabajo de Kreiner y su equipo fue uno de los grandes ganadores del última edición de los premios INNOVAR donde no solo fue reconocido en la categoría Diseño Innovador sino que también obtuvo el premio más importante del certamen la “Gran Distinción Innovar”.
Pero el interés que despierta este desarrollo no se limita a las fronteras de nuestro país. De hecho, la CNEA ya exportó un prototipo que fue instalado en Seúl, capital de Corea del Sur, en el Korea Institute of Radiológical & Medical Scienses (KIRAMS). “En 2019 me invitaron a exponer sobre nuestra tecnología, también fue un grupo japonés y, finalmente, se decidieron por nuestra máquina. Se trata de un equipo que no sirve para efectuar el tratamiento sino que se va a utilizar para aprender la tecnología”, relata Kreiner director del Departamento de Tecnología y Aplicaciones de Aceleradores de la CNEA.
– ¿De qué manera funciona esta terapia contra el cáncer?
– Se trata de una terapia binaria, mucho más sofisticada que la radioterapia convencional. Tiene dos pasos, el primero es cargar selectivamente las células tumorales con una droga o una molécula que en su estructura tiene boro 10, que es un isótopo estable que tiene la propiedad de ser un capturador neutrónico ¿Para qué quisiera uno capturar los neutrones? Porque cuando el boro 10 que está en la célula tumoral captura el neutrón, se produce una reacción nuclear que genera una micro explosión que queda confinada al diámetro de la célula y daña de manera irreversible su ADN. Entonces, primero hay que tener una droga suficientemente selectiva para cargar las células tumorales y después hay que irradiar al paciente con un haz de neutrones de baja energía.
– ¿Ya existe una droga de estas características?
– Sí, hay una droga que está aprobada por la Food and Drug Administration (FDA) de los Estados Unidos y que se usa en los pocos lugares donde esta terapia se practica, que se llama boronofenilanina. Esta droga ya ha sido probada, es inocua y tiene un grado de selectividad de uno a tres y medio. Eso significa que, en promedio, se alcanza una concentración de boro tres veces y media mayor en la células tumorales que en el tejido normal. Actualmente, hay una actividad importante para producir mejores drogas, con mayor selectividad aun. Algunas de las drogas que están en desarrollo son prometedoras. En nuestro grupo tenemos varias radiobiólogas que están trabajando con ese objetivo.
– ¿Cuánto tiempo tiene que pasar desde que se le inyecta el fármaco al paciente para que produzca el efecto deseado y esté listo para que se le aplique el haz de neutrones?
– Alrededor de dos horas. Es rápido. La farmacocinética de estas drogas está estudiada, hay una curva temporal en la cual se alcanza el máximo de concentración en las células tumorales y, al mismo tiempo, se va drenando del resto. Hay que irradiar al paciente con neutrones cuando la concentración es máxima en el tejido tumoral. Es algo casi de ciencia ficción porque, cuando el haz de neutrones ingresa al cuerpo del paciente, solamente interactúa con las células cargadas con el boro y se logra una gran selectividad, solamente daña el ADN de las células tumorales, lo que reduce muchísimo los efectos secundarios que genera la radiación tradicional.
Cuando el haz de neutrones ingresa al cuerpo del paciente, solamente interactúa con las células tumorales cargadas con el boro y las destruye.
– ¿Qué tipos de cáncer serían, a priori, los mejores candidatos para aplicar esta terapia?
– Esto se inventó para combatir un tipo muy agresivo de tumores del sistema nervioso central que se llama glioblastoma multiforme. No existe hoy en día ningún tratamiento para estos tumores. Este fue el primer target. Después se fue ampliando a otros, por ejemplo, melanomas metastásicos en el sistema nervioso central, tumores de cabeza y cuello. En general, se trata de tumores que no tienen otro abordaje. No valdría la pena aplicarlo en casos para los cuales hay alternativas más simples y más difundidas. En Argentina ya se han hecho ensayos clínicos con muy buenos resultados en el reactor RA6 en Bariloche en melanoma de extremidades.
– ¿Por qué razón no es una buena opción, en este caso, producir los neutrones a partir de reactores de investigación con el RA6, por ejemplo?
– El problema de los reactores como fuente de neutrones es que no se puede instalar un reactor en un hospital. Es una máquina que tiene un inventario de radioactividad permanente muy grande, o sea, es un objeto que, desde el punto de vista de la protección radiológica es muy complejo. Entonces, ahí aparecen los aceleradores como posible alternativa para producir neutrones. La gran ventaja de un acelerador es que sí se puede instalar en un hospital ya que si uno elige la reacción nuclear y los materiales convenientes, prácticamente no se produce radioactividad residual. Cuando uno desenchufa el acelerador no hay más radioactividad. Nosotros, si bien veníamos realizando estudios desde antes, encaramos el desafío de desarrollar un acelerador con este fin específico allá por el año 2008. Hoy en día, tenemos un acelerador desarrollado de medio porte, y un edificio a medio construir en el Centro Atómico Constituyentes. La idea es, cuando esté listo, empezar a hacer ensayos clínicos acá y luego, hermanos gemelos de este acelerador se transferirían a hospitales que quieran encarar el tratamiento con esta técnica. Uno de los candidatos sería el Instituto Roffo que fue nuestro socio para esta investigación clínica que se hizo en el RA6. Pero cuando esté listo, yo creo que va a haber más candidatos.
¿Ya hay aceleradores de estas características funcionando en algunos países del mundo?
Actualmente, en el mundo, hay más o menos unos 27 proyectos. El país que más ha invertido en esta línea es Japón. En Japón hay tres lugares donde ya se están tratando pacientes con esta técnica y con aceleradores. Pero dos de esos aceleradores son ciclotrones que producen neutrones de muy alta energía y los neutrones de muy alta energía, son muy difíciles de frenar y además activan mucho. Y tienen también otro tipo de máquina comprada de radiofrecuencia. Esencialmente, en el universo de estas máquinas hay dos tipos de aceleradores, los de tecnología electrostática, que es la que nosotros elegimos porque es de lejos la más simple y es la que dominamos, y después está la tecnología de radiofrecuencia que es muy compleja. Después, hay una máquina en China que se inauguró recientemente. Es un equipo desarrollado originalmente por rusos. También hay una máquina que se está instalando en el Hospital Central de la Universidad de Helsinki, en Finlandia. Y hay otros proyectos. Hace poco yo estuve en Italia, en Pavía hay un centro de se llama Centro Nacional Adroterapia Oncológica, donde están construyendo un edificio para albergar un acelerador para avanzar en ese tema. En España hay un proyecto, pero aún está en pañales y en Israel hay también un grupo que tiene una máquina de radiofrecuencia, desarrollada en Alemania. Los que trabajan con la tecnología electrostática son Finlandia, China, Rusia, e Italia.
En las Américas somos los únicos con un proyecto en marcha. Hoy por hoy, no hay ninguna actividad clínica con esta tecnología ni en Estados Unidos, ni en Canadá, ni en Brasil.
– ¿Estamos hablando de menos de diez países?
– Sí, menos. Y, por supuesto, toda la actividad está en el hemisferio norte. En las Américas, hoy por hoy, no hay ninguna actividad clínica con esta tecnología en Estados Unidos. Los canadienses están analizando si se lanzan con un proyecto, en Brasil tampoco hay. En las Américas somos los únicos con un proyecto en marcha.
– ¿El diseño de este acelerador es un desarrollo original ideado por ustedes?
– Sí, es propio. Es un diseño único. Debo decir que hay una máquina que está comercializando una empresa norteamericana que, así como te lo digo, se copió en buena medida a partir de una publicación nuestra. Pero tampoco es igual, tiene cosas diferentes. Y no solo el diseño es único, sino que somos los únicos que utilizamos un tipo de reacción nuclear que requiere menos energía y que permite que el acelerador sea lo más chico posible. Y esto permite ahorrar dinero y espacio.
¿Qué porcentaje de integración nacional tiene el acelerador?
– La gran mayoría de las piezas las hemos fabricado acá. Si yo tuviera que arriesgar, te diría que se ubica en torno al 70 por ciento. Vale la pena señalar que, hoy en día, trabajan en el proyecto alrededor de 20 personas. Esto sin contar la gente de radiobiología que está dedicada al desarrollo de drogas.
– ¿Cuál es el monto de la inversión que requiere un equipo de estas características?
– El edificio, en nuestro caso, está en el orden de los dos millones de dólares y la máquina, un millón y medio de dólares. Es un costo comparable al de una instalación de radioterapia convencional.
– ¿En qué instancia está la construcción del acelerador y cuáles son los plazos previstos?
– La construcción está a mitad camino. Lamentablemente, se perdió bastante tiempo con la pandemia. Ahora estamos buscando una nueva empresa que termine la obra. El edificio, en un año se terminaría. En ese momento, nosotros mudaríamos la máquina que tenemos desarrollada a ese lugar. La máquina actualmente tiene tres módulos y hay que completarla con tres módulos más. Una vez que el acelerador esté listo, hay que empezar a hacer pruebas con cultivos celulares, después con pequeños animales, y eso podría llevar un año más. O sea que, si hay apoyo y todo va bien, estamos hablando de unos dos años más de trabajo.
– ¿Cuál es tu posición acerca de la importancia del financiamiento público en ciencia y tecnología?
– Yo tengo una posición tomada muy clara desde siempre. Y eso no es solamente por ideología, es simplemente mirar cómo funcionan los países más desarrollados. Todos sabemos que países como Estados Unidos, Canadá, Alemania, Israel, varios países europeos, invierten en términos de porcentaje del producto bruto, muchísimo más que la Argentina. Hoy nosotros estamos, más o menos, en un 0,35% del PBI. Mientras que en los países desarrollados el Estado invierte alrededor del 1% o sea, tres veces más. Además, el sector privado también invierte bastante más. Ya tuvimos una experiencia bastante negativa en la época de Macri cuando se degradó el Ministerio de Ciencia y Tecnología, se lo transformó en una secretaría y se desinvirtió. Acá en la CNEA el presupuesto bajó mucho en términos reales. Mi posición es que los Estados tienen que invertir en ciencia, tecnología y educación. Yo estudié y me recibí en Exactas como licenciado en Física y después gané una beca y me doctoré en Alemania. En Alemania toda la educación incluida la universitaria es gratuita. Ellos han comprendido que es la mejor inversión que pueden hacer porque de allí salen los productos con los que después salen al mundo a competir. Y en ese sentido, el rol del Estado es muy importante porque hay inversiones de largo plazo y mucho riesgo que los privados no van a realizar nunca. Solo el Estado puede hacerlas porque su función no es lucrar sino invertir para mejorar la calidad de vida de la sociedad. Esto es lo que claramente queremos que siga sucediendo en nuestro país.
FUENTE: NexCiencia.
