MATEMÁTICAS, FÍSICA Y QUÍMICA: Física

Neutrones, aceleradores de partículas y radioterapia

¿Cómo usar aceleradores de partículas en radioterapia?

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Investigadores del Centro Nacional de Aceleradores, centro mixto de la Universidad de Sevilla, la Junta de Andalucía y CSIC, en colaboración con la Universidad de Granada y otras instituciones internacionales, han llevado a cabo la medida de la sección eficaz de la reacción 33S(n,alfa)30Si en el CERN.

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Centro Nacional de Aceleradores | 25 septiembre 2014 10:24

<p>Producción de la terapia BCNT. / CNA</p>

Producción de la terapia BCNT. / CNA

La llamada Captura Neutrónica en Boro o BNCT (del acrónimo inglés Boron Neutron Capture Therapy) es un tipo de radioterapia en fase de desarrollo que aún no forma parte de las terapias estándares y que consiste en implantar un elemento, en este caso el boro-10 en las células tumorales.

Existen dos compuestos usados hasta ahora, BPA (p-borofenilalanina) y BSH (sulfidril borano), que se absorben en las células tumorales en una proporción mucho mayor que en las células sanas. Para llevar a cabo esta terapia hay que irradiar con neutrones de baja energía la zona para producir la reacción10B(n,alfa)7Li, es decir, se lanzan neutrones contra el boro y como consecuencia de la reacción se emiten núcleos de helio (partículas alfa) y núcleos de litio. 

Las partículas alfa y 7Li son emitidas con energías muy altas y destruyen la célula tumoral. Su alcance en el cuerpo humano es de pocas micras, el tamaño usual de una célula. Como consecuencia, la acción destructiva de la radiación es recibida casi exclusivamente por las células que acumularon el boro, es decir, las cancerosas, sin dañar o con poco efecto sobre las células sanas. 

Investigadores del Centro Nacional de Aceleradores (centro mixto de la Universidad de Sevilla, la Junta de Andalucía y CSIC), en colaboración con la Universidad de Granada y otras instituciones internacionales, han estudiado estas técnicas.

Una de las terapias empleadas para el tratamiento del cáncer es la radioterapia

Su ventaja reside en que se trata de un método selectivo ya que el boro se fija principalmente en las células cancerosas y esto permite que el daño que provoca la radiación secundaria esté localizado fundamentalmente en el tumor con un bajo efecto en las zonas sanas. 

La investigación dirigida por Javier Praena e Ignacio Porras ha consistido en el estudio del azufre-33 como blanco sustitutivo (o cooperativo) del boro con el fin de conocer la dosis que recibiría un paciente sometido a este tratamiento. 

Hoy en día no hay estudios sobre los efectos biológicos relativos de las partículas alfa emitidas por el azufre-33. Sin embargo pueden ser estimados comparando con los efectos producidos por la partícula alfa que emite el boro-10. 

El interés del uso de esta técnica radica en que el azufre-33 en cooperación con el boro-10, permitiría tratar tumores superficiales, concretamente tumores que van desde la superficie hasta una profundidad de 3 o 4 cm, y el uso de aceleradores de partículas para generar los neutrones. Hasta ahora los tratamientos con boro-10 se han realizado con reactores nucleares de experimentación lo cual, entre otros, supone un problema para pacientes y el equipo médico. 

Los resultados del experimento realizado en el CERN confirman que la reacción azufre-33(n,alfa)silicio-30 proporcionaría la dosis necesaria para realizar tratamientos con fuentes de neutrones basadas en acelerador. 

El cáncer y su tratamiento

En la actualidad, el cáncer es la segunda causa de muerte, de tal modo que se considera que a lo largo del siglo XXI llegará a ser la primera causa de mortalidad entre los países desarrollados. 

El cáncer es una enfermedad originada por un conjunto de células que crecen y se desarrollan de manera incontrolada, extendiéndose a tejidos sanos. En general, las células cancerígenas pierden sus características primitivas, invadiendo tejidos próximos o incluso más alejados de la célula original, metástasis, y creciendo y multiplicándose de un modo descontrolado. 

Una de las terapias empleadas para el tratamiento del cáncer es la radioterapia. Dentro de esta, existen distintas técnicas como la braquiterapia –la colocación de fuentes radiactivas encapsuladas dentro del propio tumor o la teleterapia el uso de aceleradores de partículas para irradiar los tejidos cancerosos con rayos gamma, rayos X, electrones o iones de distinto tipo.

Referencia bibliográfica:

J. Praena, M. Sabaté-Gilarte, I. Porras, P.L. Esquinas, J.M. Quesada, P. Mastinu. "33S as a cooperative capturer for BNCT". Applied Radiation and Isotopes 88 (2014) 203-205.

http://dx.doi.org/10.1016/j.apradiso.2013.12.039

Zona geográfica: Andalucía
Fuente: Centro Nacional de Aceleradores

Comentarios

  • FRANCISCO BARRAZA CERVANTES |29. septiembre 2014 16:07:24

    Interesante articulo, solo que un poco vago en cuanto a la información técnica; la reacción arriba descrita, es un proceso de fisión nuclear. Para que esto ocurra se requiera que los neutrones sean acelerados a velocidades próximas a la luz y si efectivamente se generara una partícula alfa de He. Sin embargo también se generara radiación gama adicional por la misma reacción. Que no se comenta, luego que va a pasar con el Li resultante. Ademas de que la partícula alfa asiíformada por lo regular es inestable. Opino que como principio es bueno, pero queda mucho por investigar el comportamiento de esta reacción nuclear de fisión en los seres vivos.

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  • Javier Praena |17. noviembre 2014 14:45:42

    En este caso los neutrones basta que sean de 13 keV, algo así como 0.005 c. Precisamente una de las ventajas de esta reacción es q no hay producción de gammas. En el caso del S-33 el producto es Si-30, no Li7. Creo q no hay nada mas estable q una partícula alfa, a que se refiere? Sin duda queda un montón por estudiar estamos solo al principio. El S es un componente del cuerpo humano por lo que esperamos algunas ventajas frente al Boro. Gracias por los comentarios.

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