Los minihaces de protones podrían mejorar el tratamiento de las metástasis del cáncer

El tratamiento de pacientes con cáncer con haces de radiación modulados espacialmente podría destruir tumores y minimizar el daño a los órganos cercanos y al tejido sano. Esa es la idea detrás de la radioterapia con minihaz de protones (pMBRT), una técnica de tratamiento emergente que utiliza una serie de haces de radiación de tamaño submilimétrico para administrar una dosis terapéutica.

Los minihaces comprenden picos de dosis alta alternados y valles de dosis baja, un patrón que es menos dañino para el tejido sano a poca profundidad. A mayores profundidades, estos haces se amplían gradualmente para crear una distribución de dosis homogénea dentro del volumen objetivo. Los estudios en animales pequeños han demostrado que pMBRT puede dramáticamente reducir la toxicidad tisular normal, con las control tumoral equivalente o superior, en comparación con la terapia de protones convencional.

"La radioterapia con minihaz de protones ya ha mostrado un aumento notable en el índice terapéutico en estudios preclínicos", dice Ramón Ortiz en Institut Curie. “Estos resultados prometedores alientan la traducción de esta técnica al dominio clínico”. Con este objetivo, Ortiz (ahora en UC San Francisco) y colegas del Institut Curie evaluaron los beneficios de pMBRT para el tratamiento de metástasis de cáncer, informaron sus hallazgos en Física Médica.

Simulación de escenarios pMBRT

La enfermedad metastásica representa hasta el 90% de las muertes relacionadas con el cáncer. Las metástasis se tratan comúnmente con técnicas de radioterapia estereotáctica (SRT), pero la dosis requerida para el control local a menudo está limitada por el riesgo de toxicidad para el tejido normal cercano. Para metástasis cerebrales, por ejemplo, se informa necrosis cerebral inducida por radiación en la mitad de los pacientes tratados con SRT.

Para determinar si pMBRT puede reducir tales complicaciones, el equipo utilizó simulaciones de Monte Carlo para calcular las distribuciones de dosis para cuatro pacientes que previamente recibieron SRT en el Institut Curie. Los pacientes habían sido tratados por lesiones metastásicas en el lóbulo temporal del cerebro, el lóbulo frontal, el hígado y el pulmón.

Los investigadores simularon planes de pMBRT de una sola fracción, utilizando uno o dos campos de tratamiento para administrar la misma dosis biológica equivalente (BED) al objetivo del tumor según lo prescrito para el SRT. Modelaron un colimador de minihaz de latón que contenía rendijas de 400 μm × 5.6 cm en varias separaciones de centro a centro, para crear minihaces con espacios estrechos y más anchos. Luego calcularon las distribuciones de dosis para los cuatro casos de pacientes, para pMBRT, SRT y terapia de protones convencional.

En los planes pMBRT de espacio estrecho, que crean una distribución de dosis uniforme en el volumen objetivo, la cobertura del tumor fue similar o ligeramente mejor que en los planes SRT. Los planes que utilizan haces de pMBRT con espacios más amplios, que administran una distribución de dosis cuasi uniforme al objetivo, tenían una cobertura tumoral más baja.

Es importante destacar que pMBRT redujo significativamente la dosis a estructuras críticas en comparación con SRT. En el primer caso cerebral, pMBRT disminuyó la BED media a órganos en riesgo (OAR) entre un 44 % (nervio acústico derecho) y un 100 % (nervio acústico izquierdo). En el segundo tratamiento cerebral, pMBRT salvó por completo los OAR, incluido el tracto óptico, el tronco encefálico y el quiasma.

En el caso hepático, se redujo el DA medio a hígado y costillas en un 25% y 75%, respectivamente, evitando la irradiación de la vena cava superior. Y para el caso de pulmón, la dosis a OAR se redujo entre un 11% (costillas) y un 100% (arteria pulmonar y bronquios). La media de BED a OAR fue mayormente similar entre pMBRT y la terapia de protones convencional.

Los investigadores también estudiaron los posibles efectos adversos de pMBRT en tejidos normales. Para los dos casos de metástasis cerebrales, por ejemplo, calcularon la dosis administrada al tejido cerebral sano. Consideraron los límites de dosis para la irradiación fraccionada estándar, en la que una dosis total normalizada en fracciones de 2 Gy (NTD_2.0) de 72 Gy conduce a una probabilidad del 5 % de radionecrosis en cinco años.

Para todos los planes pMBRT, el NTD máximo del valle_2.0 al cerebro sano (61 Gy(RBE) para el caso del lóbulo temporal y 47 Gy(RBE) para el caso del lóbulo frontal) permaneció por debajo de este umbral de tolerancia a la dosis, en contraste con la terapia de protones convencional. Para los pacientes con metástasis pulmonares y hepáticas, las dosis medias a los tejidos pulmonares y hepáticos en los planes pMBRT también estuvieron muy por debajo de las dosis medias máximas tolerables.

Beneficios clínicos

Los tratamientos pMBRT considerados en este estudio se administraron utilizando solo uno o dos conjuntos de minihaz. El uso de menos campos que en los tratamientos SRT (tres o cuatro arcos) requiere menos reposicionamiento del paciente, reduciendo el tiempo de tratamiento de la fracción, así como también disminuyendo el volumen de tejido normal expuesto a dosis bajas. Además, administrar pMBRT en una fracción de tratamiento reduce considerablemente el tiempo total de tratamiento en comparación con los planes SRT, que usaban de tres a cinco fracciones.

Radioterapia minihaz: de fotones a partículas cargadas

Los investigadores señalan que los planes de pMBRT evaluados en este trabajo podrían administrarse clínicamente utilizando la configuración ya implementada en el Centro de Terapia de Protones de Orsay para ensayos preclínicos, con el movimiento de órganos y objetivos durante el tratamiento controlado como en SRT y terapia de protones.

Ortíz dice Mundo de la física que el Institut Curie ahora está discutiendo la posibilidad de ensayos clínicos de Fase I/II. “Estos evaluarían las tasas de neurotoxicidad y control tumoral en el tratamiento del glioblastoma multiforme recurrente con minihaces de protones”, explica. “Este estudio tiene como objetivo contribuir a la preparación de esas investigaciones clínicas”.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/proton-minibeams-could-improve-treatment-of-cancer-metastases/