Los medios de contraste de la ecografía permiten una radioterapia más precisa
Alrededor del 50 % de los enfermos de cáncer reciben radioterapia, que mejora constantemente y que se dirige con precisión a las células neoplásicas con altas dosis de radiación, al tiempo que protege las células sanas. Sin embargo, la dosimetría, que garantiza la seguridad al verificar que las dosis han alcanzado la diana prevista, va a la zaga. «En la actualidad, la radioterapia es como un viaje por carretera en el que el trayecto está planificado meticulosamente y el automóvil equipado con dispositivos de navegación de alta tecnología, pero debido a que sus ventanas son opacas, es imposible determinar las condiciones del tráfico», expresa Jan D’hooge, coordinador de del proyecto financiado con fondos europeos AMPHORA. El proyecto AMPHORA se creó para ofrecer tecnologías de verificación de las dosis de radioterapia y, así, mejorar la seguridad del paciente. El equipo del proyecto desarrolló una técnica no invasiva para evaluar en tiempo real las dosis de radiación mediante la introducción de medios de contraste de ecografía en dispositivos de medicina personalizada que detectan las dosis. «Al ofrecer a los médicos una forma de verificar la distribución de la dosis en el paciente, nuestra tecnología podría revolucionar la garantía de calidad y el seguimiento del tratamiento», explica Mihnea Vlad Turcanu, investigador de AMPHORA.
Obtención de imágenes con irradiación al instante
La investigación realizada previamente en el laboratorio de KU Leuven reveló que ciertos medios de contraste son sensibles a la irradiación, lo que ofrece un medio para identificar las áreas expuestas a la irradiación. El objetivo principal de AMPHORA era optimizar estos medios, junto con el proceso involucrado en la cuantificación de la cantidad de radiación que llega a la diana. El equipo experimentó con una variedad de medios de contraste que incluyen diferentes químicas y encontró el tipo más adecuado de nanogotas. Estas tienen un núcleo líquido y una cubierta compuesta por un polímero sintético soluble en agua. «Curiosamente, las nanogotas son invisibles en las ecografías, pero se evaporan cuando se exponen a la radioterapia; esta transición a una burbuja gaseosa se puede ver fácilmente en una ecografía por la aparición de un pequeño punto brillante», agrega Turcanu de KU Leuven, entidad anfitriona del proyecto.
El protocolo de verificación
Los medios de contraste se inyectan a los pacientes por vía intravenosa, donde se acumulan dentro y alrededor de los tumores. La evaporación de estos medios es luego detectada por una sonda ecográfica. Después de experimentar con varios diseños, el equipo descubrió que lo que mejor funcionaba era una sonda en espiral. El sistema de ecografía, respaldado por una red neuronal llamada BubbleNet, también personalizada por el equipo de AMPHORA, superpone la distribución de la evaporación en las imágenes de ultrasonido de la anatomía del paciente. Los médicos pueden verlo a través de una pantalla, lo que les ayuda a comprobar dónde y en qué cantidades se está administrando la irradiación. «Esto revela si se está irradiando tejido sano y enfermo, y si llega la dosis correcta al tumor, lo que brinda a los médicos información valiosa para la toma de decisiones al instante sobre si necesitan adaptar el tratamiento», destaca Turcanu. Un reto importante fue alcanzar la respuesta de radiación óptima, ya que los medios de contraste requerían temperaturas de alrededor de 50 °C, lo que supone 13 °C más que la temperatura corporal, para un mejor rendimiento. Esto no solo era técnicamente complicado de lograr, sino que no era seguro para los pacientes. La innovación implicó el uso de un campo acústico que regula la presión en el lugar de interés, lo que disminuye el umbral de sensibilización de los medios de contraste.
Oportunidades de empresas derivadas
Se realizó con éxito la prueba de concepto de AMPHORA en maniquíes y ratas vivas. Antes de que el dispositivo esté ampliamente disponible en el mercado, posiblemente mediante una empresa derivada, el equipo finalizará las pruebas en animales pequeños y luego en animales más grandes, antes de pasar a los ensayos clínicos. El equipo del proyecto ya ha recibido cartas de interés de empresas clave. «AMPHORA podría desencadenar tecnologías más novedosas para la radioterapia y allanar el camino para otras aplicaciones terapéuticas y de detección basadas en medios de contraste ‘in vivo’, como la quimioterapia dirigida. Esto ayudaría a reducir los efectos secundarios de la quimioterapia, al tiempo que mejoraría el pronóstico del paciente a través de una mayor sinergia entre la quimioterapia y la radioterapia», concluye Turcanu.
Palabras clave
AMPHORA, radioterapia, sonda ecográfica, dosis, radiación, cáncer, medios de contraste, nano, red neuronal, tumor
