Investigadores españoles participan en un proyecto multidisciplinario para lograr altas dosis de radiación ultrarrápida contra el cáncer, en busca de un modelo terapéutico de radioterapia flash de protones más eficaz y controlado. El Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (i3M), en colaboración con el Centro de Láseres Pulsados de Salamanca (CLPU), lidera este proyecto pionero en España que utiliza protones acelerados por láser para impactar en células vivas y entender los mecanismos entre las diferentes tasas de dosis.

Según la Universitat Politècnica de València (UPV), en la radioterapia convencional se aplica un haz de partículas continuo. Sin embargo, investigaciones recientes han mostrado que al administrar la dosis de radiación clínica en tiempos cortos de menos de un segundo, se reducen considerablemente los efectos negativos en el tejido sano. Esto sugiere que los efectos de la radioterapia no solo dependen de la dosis administrada, sino también de la tasa de aplicación de dicha dosis.

Para lograr dosis ultrarrápidas de alta intensidad, se utilizan aceleradores láser capaces de concentrar protones en pulsos muy cortos con dosis instantáneas muy altas. El CLPU cuenta con el sistema láser VEGA, el único en España que puede alcanzar un pico de potencia de un petavatio y una tasa de repetición de un hercio, permitiendo irradiar cada muestra en pocos minutos.

Este proyecto es parte de un programa experimental que tuvo sus inicios en la Universidad de Santiago de Compostela (USC), donde se irradiaron los primeros cultivos celulares con pulsos ultra-cortos de rayos X en el Laboratorio Láser de Aceleración y Aplicaciones (L2A2). El objetivo principal es comprender los mecanismos que se producen en el organismo ante diferentes tasas de dosis de radiación, utilizando cultivos celulares comerciales de adenocarcinoma humano, un tipo de cáncer de pulmón.

El Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago de Compostela (IDIS) se encargó de la preparación de las muestras y los estudios en el experimento realizado en el Laboratorio Láser de Aceleración y Aplicaciones (L2A2), en colaboración con el Instituto de Biología Funcional y Genómica de Salamanca (IBFG, CSIC-USAL). Este último equipo se encargó de cultivar y mantener las muestras celulares, transportarlas al laboratorio y controlarlas hasta su regreso a las instalaciones para su posterior análisis.

El experimento en el CLPU contó con el apoyo de un grupo del Instituto de Biología Funcional y Genómica de Salamanca (IBFG, CSIC-USAL), que desarrolló un blanco para generar protones y un selector energético para guiarlos a través de una ventana delgada. Estas condiciones son necesarias para la irradiación de las muestras biológicas que se mantienen bajo presión atmosférica.

Para los investigadores, el siguiente paso será aumentar la dosis instantánea y están entusiasmados con la posibilidad de volver a utilizar las instalaciones del CLPU en futuros experimentos. Esta iniciativa cuenta con el respaldo del Ministerio de Ciencia e Innovación, la Junta de Castilla y León y la Universidad de Salamanca.