Microesferas mejoran la calidad de las terapias contra el cáncer

El doctor Prado (1) nos recibe en su oficina, ubicada en el Departamento Materiales Nucleares del Centro Atómico Bariloche. De manera simple y clara nos introduce en las investigaciones de su equipo.

“Estamos trabajando ahora con microesferas que son útiles para radioterapia de cáncer hepático, llevando el elemento radioactivo directamente al hígado, para que la radioterapia sea desde adentro, no desde afuera. De esa manera, uno no irradia tejido circundante, que es tejido sano. Hacemos microesferas que por su tamaño se traban en el hígado, donde están los tumores”, explicó Prado.

¿Cómo conducen e introducen las microesferas hasta el hígado?

En el laboratorio trabajamos con los materiales, es decir, fabricamos las microesferas con la composición y el tamaño necesario y son los médicos oncólogos quienes se encargan de introducirlas vía cateterismo, por la arteria hepática, en el sector del hígado que esté más comprometido o que se quiera tratar. 

¿Y cómo es el proceso de fabricación?

Ponemos, según proporciones adecuadas, óxidos de silicio, itrio y alúmina en un crisol de platino; se los calienta a 1600 grados Celsius en un horno para producir una mezcla homogénea. Lo que en principio eran partículas de cada tipo de óxido, al ir hasta una temperatura tan alta, forman un vidrio, una única red con todos los elementos mezclados. Una vez que se obtiene en el crisol de platino la mezcla fundida- que es incandescente, luminosa, por el alta temperatura- entonces se la vierte sobre una placa fría de acero y se coloca otra arriba para que se enfríe rápido y de manera homogénea. Así hacemos plaquitas de vidrio que después molemos hasta fabricar un polvo que tiramos sobre una llama.  En este último proceso, cada una de las partículas al recorrer la llama se esferiza, como la gota de agua que al caer toma esa forma para reducir su superficie. De este modo, lo la partícula irregular que obtenemos moliendo el vidrio, cuando se calienta baja la viscosidad, disminuye su superficie y forma una esferita.

El siguiente paso consiste en tamizar esas esferas para separar microesferas entre 25 y 50 micrones, porque son los tamaños que se traban en el hígado.

Hasta ese momento las microesferas no son radioactivas, dado que todos los elementos que usamos son estables. Pero si después los ponemos en el núcleo de un reactor nuclear, donde los ingenieros determinan la posición y el tiempo adecuados, entonces el itrio que nosotros colocamos -itrio 89- absorbe un neutrón y se transforma en itrio 90. Ese itrio es inestable y decae emitiendo electrones (radiación beta). Esos electrones o partículas beta son los que permiten hacer la radioterapia interna.

¿Cuándo empieza el proceso de activación de las microesferas en la radioterapia?

La idea es la siguiente, nosotros tendríamos una estantería con microesferas, que a simple vista es un polvo blanco. Para dar una idea, cada dosis tiene el volumen de un garbanzo, aproximadamente. La dosis todavía no es radiactiva y se podría en principio tocar con la mano. En el momento en que hay que suministrarlo a alguien, una persona, un paciente, o un animal, en el caso de una prueba, entonces se mandan las microesferas al reactor nuclear, donde se activan.

A partir de ahí, entonces sí se maneja la dosis de microesferas como una fuente radioactiva. Cada micro esfera emite 2500 electrones por segundo, en cada dosis tenemos de 1 a 2 millones de microesferas. Con el tiempo la radiación baja, decae: cada dos días y medio la actividad es la mitad, después la mitad de esa mitad, hasta que se reduce a una cantidad mínima.

Durante todo el proceso de introducción de las microesferas en el cuerpo, éstas están radioactivas, pero mientras van por el catéter, las paredes mismas del catéter ya frenan la salida de radiación. Sólo una vez que se alojan en el hígado y salen del catéter, los tejidos reciben la dosis radiactiva.

Las partículas depositadas en el hígado, ¿pueden ser manipuladas desde afuera?

No hay manipulación externa. Pero, si además del itrio 90, la microesfera tuviera otro radioisótopo, se podría detectar desde afuera, para ver a dónde fue. Nosotros estamos trabajando en hacer esta modificación.

El científico destaca que la investigación sobre microesferas radioactivas se lleva a cabo gracias al trabajo interdisciplinario de tres áreas: su equipo, en la parte de diseño de materiales; los investigadores en ingeniería nuclear del Centro Atómico Bariloche, para todo lo que es cálculos y activación experimental; finalmente, el equipo médico, conformado por oncólogos del Instituto Ángel Roffo (2). Sin embargo, según afirma Prado, la temática de las microesferas no se agota en las aplicaciones de radioterapia.

“Hace varios años que venimos trabajando en la fabricación de microesferas. Se han elaborado tesis importantes de maestría que avanzan sobre el campo, y en el trayecto han surgido temas nuevos asociados, como es el de transporte de drogas, transporte interno de medicamentos para quimioterapia. Si bien comenzamos trabajando en el tema de las microesferas para radioterapia, nuestro objetivo es mantener una línea de investigación que permita hacer nuevos desarrollos para nuevos tratamientos. Creemos que esta línea de investigación está en sus principios”, explicó Prado.

¿Siempre están pensando en aplicaciones médicas y oncológicas?

No, no necesariamente, las microesferas son, fundamentalmente, un vehículo de transporte para las que hay muchas aplicaciones. En agronomía, por ejemplo, servirían para combatir plagas, también para una liberación controlada de insecticidas. En el campo nuclear, nosotros estamos utilizando microesferas como sistema de apagado del reactor, en caso de que falle el sistema primario. Se trataría de un segundo sistema de apagado que funciona tirando microesferas para absorber los neutrones en el núcleo y poder así apagar el reactor (eso todavía no se usa, está en investigación). 
Otro ejemplo de aplicación es el siguiente: se puede usar la superficie de las microesferas que, si está funcionalizada químicamente, es capaz de captar selectivamente algún elemento, por ejemplo, captar alguna proteína específica de la sangre.

Nuestro objetivo es abrir una línea de trabajo, no reducirnos a una aplicación determinada. Cuando se abren estas vías en la investigación aparecen nuevos problemas o posibilidades de aplicación y estudio y eso da nuevos conocimientos y nuevas capacidades. Es un fenómeno común a todas las áreas, pasa en todos los laboratorios, en investigaciones experimentales o teóricas. Supongo que en el campo de los estudios sociales debe pasar algo similar.

Referencias

1. El Dr. Prado es director del proyecto I+D “Desarrollo de microesferas radioactivas para aplicaciones de terapia radiante interna selectiva a tumores malignos”, subsidiado por la Secretaría de Ciencia, Técnica y Posgrado de la UNCuyo.
2. Instituto de Oncología Ángel H. Roffo: http://www.institutoroffo.com.ar/
Proyecto de investigación
Desarrollo de microesferas radioactivas para aplicaciones de terapia radiante interna selectiva a tumores malignos.
Equipo de trabajo
Director: PRADO, Miguel Oscar. Co-Director: BLAUMANN, Herman Roberto. LONGHINO, Juan Manuel; ROGE, Federico; GURAYA, María Mónica; BEJARANO, Pablo;  GONZALEZ, Elías; POZZI, Oscar Rodolfo; PRASTALO, Simón; SANFILIPPO, Miguel.