Terapia con protones

Hoy quiero hablar de la Protonterapia. Este es un tema muy relacionado con una noticia de hace unos años, el caso del niño británico Ashya King, aquejado de un tumor cerebral, que levantó revuelo por la decisión paterna de abandonar el Hospital General de Southampton (U.K.) y probar una nueva línea de tratamiento: la Radioterapia con Haz de Protones o Protonterapia.

¿No os habéis preguntado en qué consiste y qué diferencias presenta con la radioterapia convencional? Si es así, continuad leyendo y resolveréis algunas de estas cuestiones.

Protonterapia: Radioterapia con Haz de Protones

La radioterapia es uno de los tratamientos empleados en el manejo del cáncer, tanto a nivel curativo como paliativo. Cuando hablamos de “cáncer” estamos agrupando un conjunto de enfermedades cuya denominación común es la proliferación celular incontrolada, la diferenciación anómala, la invasión de los tejidos circundantes y la capacidad de generar metástasis. Su etiología se centra en alteraciones genéticas, a nivel de oncogenes, genes supresores tumorales y los microRNA. El mecanismo de acción que sigue la radioterapia se centra en depositar dosis elevadas de radiación ionizante para destruir estos tejidos anormales, evitando en la medida de lo posible que tejidos sanos anexos resulten dañados.

Historia de la Radioterapia

histología radioterapia

La historia de la radioterapia se inicia con el descubrimiento del radio por la Dra. Marie Curie y su incorporación a la medicina por Robert Abbe a principios del siglo pasado. En 1951 se crea la especialidad en Medicina Nuclear, y desde entonces se han ido desarrollando nuevos avances en el campo, desde la radiación electromagnética hasta las técnicas de alta precisión.

ANUNCIO

La radiación electromagnética (rayos X y rayos gamma) no es útil para el tratamiento de las neoplasias (especialmente las profundas), pues la distribución de la dosis es exponencial decreciente al penetrar el haz en el organismo. Sin embargo, sí es muy útil para el radiodiagnóstico.

Oncorradioterapias

Radioterapia con fotones

Las técnicas de alta precisión han ido evolucionando desde las últimas décadas. Se ha descubierto que, al emplear múltiples haces que converjan en la zona tumoral y modular la intensidad de cada uno de ellos (para apantallar los órganos sanos anexos), se consigue una distribución de la dosis altamente satisfactoria. De hecho, lo que hoy en día conocemos como radioterapia estándar pertenece a este grupo de técnicas, en concreto se trata de la radioterapia conformada 3D que emplea fotones de acelerador lineal.

Radioterapia con partículas atómicas cargadas

También existe otra modalidad de radiación, la que emplea partículas atómicas cargadas. Esta técnica permite distribuir la dosis en los tejidos de manera distinta a la anterior, ya que ceden energía hasta que la radiación se detiene.

Radioterapia con electrones

Para los tumores superficiales los electrones han demostrado gran eficacia, pero en los profundos la situación es distinta y no consiguen alcanzar el objetivo terapéutico propuesto (esto es debido a la radiación de frenado, la cual impide la caída brusca de la dosis cuando se ha detenido).

Radioterapia con protones

En este tipo de tejidos es preferible emplear partículas cargadas de mayor peso (protones e iones) que distribuyen su energía en la totalidad de materia que alcanza su haz. Esta última es la técnica en la que se basa la protonterapia.

Técnicas en Oncorradioterapia

Podemos agrupar las técnicas en oncorradiología en tres grupos de tratamiento:

Tratamientos de radioterapia (RT) externaProtonterapia

  • RT con modulación de intensidad (IMRT)
  • RT estereotáxica intracraneal (a dosis única o fraccionada)
  • RT estereotáxica extracraneal
  • RT guiada por imagen (IGRT)
  • RT 4D
  • RT sincronizada con los movimientos respiratorios
  • RT con contención respiratoria
  • RT con sistemas de control y rastreo (tracking)
  • RT intraoperatoria con electrones y/o kilovoltaje
  • Tomoterapia
  • Arcoterapia dinámica
  • Arcoterapia dinámica con intensidad modulada

Tratamientos de braquiterapia (BT)

  • BT prostática con HDR en tiempo real
  • BT oftálmica con iodo-125
  • BT guiada por imagen
  • BT de alta tasa y pulsada (HDR-PDR)
  • BT intraoperatoria
  • BT electrónica

Otras terapias

  • Hadronterapia

Protonterapia: basada en la Hadronterapia

La Hadronterapia es un tipo de radioterapia externa  cuya radiación está compuesta de hadrones. Los más empleados son los protones, y en menor medida los neutrones, iones pesados y piones.

Rutherford publicó en 1919 la demostración de la existencia de protones al irradiar gas nitrógeno con partículas alfa y Wilson, en 1946, sugirió el uso de protones en la medicina radiológica. Ya en 1954 tuvieron lugar los primeros tratamientos experimentales con protones en el Cyclotron Laboratory de la universidad de Berkeley (se irradiaba la hipófisis de mujeres con cáncer de mama avanzado).

Consideraciones en la Hadronterapia

hadronterapia

Esta terapia se aproxima al resultado ideal de una RT, ya que alcanza una elevada dosis en el tumor consiguiendo su destrucción, mientras que minimiza al tiempo la dosis de radiación recibida por el tejido sano circundante. Esto se debe a la gran velocidad de los protones o iones cuando penetran en las capas orgánicas: al inicio del recorrido (plateau) se deposita una carga muy baja, mientras que al final del recorrido ceden la mayor parte de su energía antes de detenerse (pico de Bragg). En comparación, los fotones trasmiten la energía de forma exponencial a los tejidos penetrados, lo que supone que los tejidos sanos anexos son inevitablemente irradiados.

Ciclotrones en la Hadronterapia

Las partículas deben acelerarse en ciclotrones o sincrociclotrones, se reúnen en haces y se dirigen mediante un sistema de desviación electromagnética contra un volumen blanco determinado (comprende el grosor del volumen tumoral más 15mm y 5mm por debajo de la superficie de la piel).

Técnicas en la Hadronterapia

Se puede realizar mediante dos técnicas:

Difusión pasiva

Emplea un filtro difusor (amplía lateralmente el haz) junto a un colimador (a partir de un haz  divergente obtiene uno paralelo) y un modulador (extiende en profundidad el pico de Bragg). Se diseña para cada tipo de tumor.

Barrido activo

Consiste en un haz fino de protones que se desvía lateralmente en un campo magnético para ir barriendo la zona de irradiación. Como ventaja, el barrido activo reduce la contaminación de neutrones que se producen de la interacción del haz con el material difusor y modulador en la difusión pasiva.

Indicaciones terapéuticas de la Protonterapia

radioterapia

Las Indicaciones Terapéuticas de la protonterapia se centran en:

  • Tumores perfectamente delimitables
  • Sin excesivo potencial metastásico
  • Adyacentes a órganos de riesgo
  • Con demostrada efectividad en la escalada de dosis
  • Tumores pediátricos (debido a la morbilidad que las radiaciones ionizantes pueden generar en tejidos sanos en desarrollo, aunque sea a bajas dosis).

A pesar de estas recomendaciones, no existen aún evidencias clase I o II que avalen el empleo de protones e iones antes que las mejores técnicas de fotones.

Protonterapia en pediatría

Respecto a los ensayos comparativos en pacientes pediátricos, es más cuestionable el que exista o no evidencia clase I o II, debido a que se considera justificación suficiente la mayor protección de los tejidos sanos con hadrones respecto al brazo de fotones (que estaría desaconsejado).

En última instancia y de manera global, existen numerosos análisis de resultados con protones e iones en determinadas localizaciones tumorales que, en comparación con los resultados históricos de la fotonterapia, aportan un claro beneficio.

Tipos y localizaciones tumorales susceptibles de la Protonterapia

Los Tipos y Localizaciones Tumorales que han demostrado responder eficazmente a este tratamiento son:

Melanomas uveales

En iris, cuerpo ciliar y coroides. Estudios muestran una tasa de supervivencia 5-10 años del 86-95%. Se consideran indicación preferente

Cordomas y condrosarcomas de la base del cráneo

Los cordomas (línea media del esqueleto axial, se origina en restos de notocorda) y los condrosarcomas (se produce en la matriz cartilaginosa, se origina en restos de tejido embrionario) son tumores que suelen precisar de elevadas dosis de radiación si la cirugía no ha sido completamente radical. Varias revisiones muestran un mayor control local superior en tratamiento con protones respecto a los fotones. Sin embargo no hay suficiente grado de evidencia por ahora. Los localizados en el esqueleto axial, así como el sarcoma osteogénico podrían beneficiarse de esta terapia debido a la mayor protección de la médula espinal que ofrece.

Meningiomas

Se generan a partir de la duramadre. En estos tumores la ventaja de la protonterapia también se centra en la protección de los tejidos sanos, especialmente en los benignos que han mostrado mayor efecto dosis-respuesta. La supervivencia libre de enfermedad tras la terapia con protones a a los 5-10 años fue del 100-88% respectivamente.

Tumores pediátricos

tumores pediátricosSon indicación preferente de la protonterapia por lo comentado anteriormente (protección de los tejidos sanos en crecimiento y potencial carcinogenético). Al igual que en los adultos, en los cordomas y condrosarcomas de la base del cráneo se obtienen buenos resultados, es decir, control local del 72-80% a los 5 años, al igual que en algunos tumores cerebrales.

Otros tumores infantiles susceptibles de recibir protonterapia serían el retinoblastoma (en retina), glioma de vias ópticas (astrocitoma de nervio óptico), meduloblastoma (intracraneal con extensión a meninges), rabdomiosarcomas (sarcoma de músculo estriado), sarcomas de Ewing (sarcoma óseo embrionario) y neuroblastomas (en los neuroblastos) de localización comprometida.

Localizados en cabeza y cuello

Por la proximidad de estructuras críticas.

Adenocarcinomas de próstata

Esta terapia protegería más eficazmente el recto y la vejiga.

Tumores orbitarios y paraorbitarios

En glándulas lacrimales y carcinomas de los senos paranasales

Cáncer de pulmón no microcítico y carcinoma hepatocelular

En estadios precoces e inoperables.

Sarcomas retroperitoneales

Con resto tumoral tras cirugía.

Tumores sólidos del adulto

Que requieran elevadas dosis de radiación.

Protonterapia en España

Como hemos podido comprobar, la terapia con haz de protones tiene muchos tipos de pacientes que podrían ser tributarios a ella. De hecho, se estima que en nuestro país pueda existir una tasa ideal de 11.800 pacientes candidatos a la terapia protónica, y la tasa real estimada aún seguiría rondando cifras superiores a los 9.000 pacientes/año. Realmente es una cantidad a tener en cuenta, entonces ¿por qué en España no hay centros de Hadronterapia?

tomoterapiaCuando yo escribí este post en 2014 no había ningún proyecto notificado a nivel nacional que abogara por crear una unidad de Protonterapia. Actualmente, en Octubre de 2019 hay dos centros que están dedicando sus esfuerzos en la construcción de Unidades dedicadas a la Hadronterapia.

Dos unidades a nivel nacional, 59 a nivel internacional

Uno de ellos es el Grupo Quirón, con sede en Pozuelo de Alarcón (Madrid) y bajo las ordenes del Doctor Raymond Mirabell. El otro es la Clínica Universidad de Navarra, con sede en Madrid y dirigido por el Doctor Felipe Calvo. Os dejo la noticia del periódico El Mundo que recoge los detalles de ambos proyectos y su fecha de estreno.

Algunas empresas están trabajando en el diseño de pequeños ciclotrones compactos de imanes superconductores que podrán instalarse en pequeños habitáculos aislados previamente, al igual que  los aceleradores de protones por láser y la tomoterapia de protones están en vías de diseño y desarrollo.

Nuevas Unidades de Protonterapia, un rayo de esperanza en el horizonte

Esperemos que ambos proyectos puedan ver la luz en un plazo no muy extenso. Si queréis añadir alguna anotación sobre esta terapia o tenéis alguna duda al respecto, los comentarios a pie de página está a vuestra entera disposición. Nos vemos la semana que viene con el post de guía visual Posiciones de Traslado.

*Actualización del Post a 02/11/2019*

Bibliografía:

  1. Cornejo Alemán, L. M. El descubrimiento del Radium y la radioterapia. Historia de la radioterapia en Panamá. Rev. médico científica – tema libre. vol 17 ; nº1; p 30-34
  2. Mateu, A. Entrevista a José Bernabéu. “Todo comenzó hace más de cien años con el descubrimiento de los rayos X”. Rev. Mètode. 2009. consultado el día 7 de septiembre de 2014. Disponible en: http://metode.cat/es/Revistas/Entrevista-Monografico/Jose-Bernabeu
  3. Petschen Verdaguer, I. Radioterapia de alta precisión en el tratamiento del cáncer: Hadronterapia. An. R. Acad. Med. Comunitat Valenciana, 9. Consultado el día 7 de septiembre de 2014. Disponible en: http://www.ramcv.com/Anales/2007/III.%20SESIONES%20CIENT%C3%8DFICAS07/Dr.%20Petschen.pdf
  4. Miralbell, R. Papel de la terapia con haces de protones en el tratamiento contemporáneo del cáncer. Hadrontherapy Workshop. México city, 28-30 Mayo 2007.
  5. Amaldi, U; Kraft, G. Terapia del cánecr con haces de iones de carbono. Rev. CIEMAT Vértices. 2007. nº3; p 27-33
  6. Herruzo, I; Romero, J; Palacios, A; Mañas, A; Samper, P; Bayo, E. Análisis de la situación, necesidades y recursos de la oncología radioterápica. Libro blanco de la Sociedad Española de Oncología Radioterápica XXI. cap 4, 7; p 92-93, 171-177, 209-216
  7. González Arias, A. Avances en la terapia protónica. Rev. Cubana de física. Cuba 2007. vol 24; nº 2; p. 175-177

Photo by blogdojackson, Imprensa – Hospital Dr. Helio Angotti, Instituto Madrileño de Oncología, elefantte, Manuel Medina (Patólogo), Università Campus Bio-Medico di Roma

3 Comments  

  • Avatar
    Drenka

    De mucha ayuda su información, si pudiera indicar donde se puede postular para ser voluntario en algun experimental de HER2 positivo, gracias

    20 agosto, 2017 - 11:37 pm/ Reply
    • Diana
      Diana Author

      Hola, muchas gracias por tu comentario. Actualmente no conozco sitios para ello, lo siento, pero si logras encontrar una plaza sería genial que lo compartieras. Un saludo!

      2 noviembre, 2017 - 12:53 am/ Reply
  • Avatar
    yuki

    hola, soy estudiante de bachillerato de fisica , me gustaria saber que libros y guias usan que hablen sobre la radiacion protonica , gracias

    4 septiembre, 2018 - 6:33 pm/ Reply

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