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Al interactuar con los seres vivos, las radiaciones ionizantes inducen daños en el ADN. Fotos: Archivo Unimedios.

Los daños en el ADN pueden dar lugar a efectos como las aberraciones cromosómicas y la muerte celular.

Es necesario calcular de manera más precisa las dosis de radiación en las nuevas técnicas de radioterapia que usan partículas cargadas pesadas. Foto: www.thyroideyedisease.org

Este tipo de radiación también se encuentra en el espacio.

Estudiar los efectos de esta radiación también es de interés para la Agencia Espacial Europea.

Detrás de este trabajo se encuentra Adriana Marcela Forero Torres, magíster en Física Médica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien explica que la creación de dicha variable, llamada “dosis media de energía de transferencia”, parte de la necesidad de entender mejor la interacción de las partículas pesadas con las células.

La nueva variable microdosimétrica se propone como un aporte a la comprensión de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes, especialmente en radioterapia y en los nuevos tratamientos de cáncer con partículas pesadas que aún no se emplean en el país, y para determinar las diferencias entre la interacción de esta energía con diferentes células y tejidos.

Esto obedece a que los nuevos tratamientos pueden generar efectos no deseados a largo plazo –como cánceres secundarios tardíos en los sitios donde se han aplicado– pues en técnicas de radioterapia que utilizan partículas cargadas pesadas –como los protones y los iones de carbono, que presentan diferentes distribuciones de energía tanto a escala micro como macroscópica– se dificulta calcular las dosis adecuadas.

La efectividad biológica relativa de la radiación calculada con esta variable se comparó con resultados experimentales y se obtuvieron buenas predicciones sobre el daño que puede ocasionar la radiación en los tejidos.

El propósito final es que se pueda integrar la variable diseñada por la investigadora Forero para calcular de manera más precisa las dosis a las que se somete a los pacientes en este tipo de procedimientos, evitando daños complejos en las células de ADN al cuantificar mejor la efectividad biológica relativa (RBE), que es la capacidad de cierta calidad de radiación para inducir algún daño biológico en relación con la de una radiación de referencia.

“Esto permitiría, por ejemplo, reducir las altas dosis en tejidos sanos y también entender que cada tejido tiene células particulares sobre las cuales la radiación actuaría de manera diferente, lo que no se tiene en cuenta en la técnica convencional de la radioterapia”, detalla la investigadora, y añade que hasta el momento este conocimiento se ha obtenido de manera más empírica.

Por eso surge la necesidad de hacer una nueva aproximación, para estimar las dosis que se deben entregar a un tejido tumoral y a los tejidos sanos, con el fin de evitar efectos secundarios, proceso en el que la nueva variable de dosis media de energía de transferencia aportaría más claridad.

Aplicaciones en el espacio

Geant4-DNA también es el nombre del proyecto adelantado por la Agencia Espacial Europea para comprender los efectos de la radiación cósmica en los seres humanos.

Dicha radiación está compuesta en un gran porcentaje por partículas pesadas como las que se están empleando hoy en el campo de la radioterapia.

Estos desarrollos se llevan a cabo mediante una colaboración internacional, coordinada desde 2008 por el Instituto Nacional de Física Nuclear y de Partículas (IN2P3) del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en Francia, y han puesto a disposición de los investigadores del mundo un kit de herramientas de simulación en los que se puede modelar el daño biológico inducido por la radiación ionizante a escala de ADN.