Un grupo de científicos argentinos trabaja en el desarrollo de un acelerador para tratar el cáncer, con el objetivo de aplicar en los hospitales la terapia por captura neutrónica en boro. DEF dialogó con el director del proyecto, Andrés Kreimer. Por Juan Ignacio Cánepa
La lucha contra el cáncer es uno de los frentes más importantes y difíciles para la medicina moderna. El avance de la ciencia permitió que los tratamientos fueran mejorando, pero aun así hay tumores que, por sus características particulares, desatan enfermedades fulminantes que terminan con el paciente en cuestión de meses. Cuando los límites del tumor son difusos o existen células tumorales dispersas que infiltran el tejido sano, los tratamientos tradicionales de radioterapia se vuelven inútiles.
Desde hace casi tres años, Argentina trabaja activamente en desarrollar la tecnología necesaria para poder brindar la Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT, por sus siglas en inglés), un tipo de tratamiento que atacaría de forma efectiva aquellos tumores más difíciles y letales. La idea no es nueva, pero se trata de algo bastante complicado de lograr. El instrumento principal a desarrollar es un acelerador de partículas que permitirá obtener los neutrones necesarios para el tratamiento de los pacientes. Hoy en día existe solo un aparato de estas características en el mundo, emplazado en Birmingham, Inglaterra, pero sin la potencia suficiente para realizar un tratamiento efectivo.
El equipo de científicos argentinos dedicados al tema trabaja en el predio del Centro Atómico Constituyentes, ubicado en el límite entre la ciudad de Buenos Aires y el partido de San Martín, y depende de la Comisión Nacional de Energía Atómica. DEF pudo recorrer las instalaciones y conocer los detalles del proyecto de la mano de Andrés Kreiner, doctor en Física, encargado del proyecto y director del Departamento de Tecnología y Aplicaciones de Aceleradores.
Objetivo: daño irreversible
La Terapia por Captura Neutrónica en Boro, un nombre que a priori parece inasible, apunta a lo mismo que las terapias radiantes tradicionales: dañar la mayor cantidad de células cancerosas, perjudicando la menor proporción de sanas posible. Pero, según explicó Andrés Kreiner, la BCNT tiene la ventaja de afectar en forma definitiva la estructura misma del ADN de las células cancerosas, algo muy importante cuando se trata de los tumores más resistentes a las radiaciones, o de aquellos que están muy infiltrados entre el tejido sano. Un ejemplo de estos son los que afectan al sistema nervioso central. La persona que contrae ese cáncer tiene una sobrevida de seis meses. Son los cánceres que comúnmente se califica como fulminantes.
Kreiner, haciendo uso de su experiencia como docente, explicó cada parte del tratamiento para entender cómo se logra erradicar el cáncer con esta técnica. Primero se dopa o se carga un tumor con boro 10 (B10). Este es uno de los dos isótopos -variaciones- estables del elemento de la tabla periódica boro y una de las pocas sustancias que se encuentran en la naturaleza con gran avidez por neutrones, “dicho de una forma coloquial”, aclaró el físico.
Cuando el boro captura un neutrón se forma un boro 11 altamente excitado, que se parte en dos fragmentos: una partícula alfa y un litio 7, además de liberarse rayos gamma. Estos dos fragmentos, que tienen mucha energía (alrededor de un millón de electronvoltios), se frenan en la traza de la longitud de una célula. Al frenarse, entregan su energía (ionizan). “Como son altamente ionizantes, producen un daño a la estructura del ADN de esa célula muy difícil de reparar”, señaló Kreiner. En esto consiste la segunda parte del tratamiento: irradiar la zona tumoral con neutrones para que el boro 10 reaccione de la manera descrita.
La clave de la BNCT está justamente en el daño que hacen las partículas altamente ionizantes. La partícula alfa y el litio 7 destruyen los dos brazos del ADN de la célula, algo muy difícil de reparar para la naturaleza, mientras que en los rayos gamma utilizados en la radioterapia tradicional solo afecta a un brazo, por lo que la célula puede repararse copiando la información que quedó en el brazo sano.
Para la primera etapa del tratamiento, hay que desarrollar una droga lo suficientemente selectiva que cargue con B10 a las células cancerosas y muy poco a las sanas. “Hoy en día existe una droga que va tres veces y media más a las células cancerosas que a las normales; eso ya es suficiente”, señaló Andrés Kreiner. Es importante que la farmacología siga trabajando en drogas selectivas porque como el tumor es un tejido heterogéneo, no todas las células llegan a cargarse.
En busca del neutrón
¿De dónde se obtienen entonces los neutrones necesarios para provocar la reacción nuclear del B10? “Tradicionalmente se generan en reactores nucleares, que son las únicas fuentes neutrónicas artificiales que existen en nuestra civilización hoy en día”, dijo el físico, pero aclaró que “los reactores son aparatos sumamente complicados, que tienen un inventario de radiactividad importante porque contienen material fisil (uranio)”. Un reactor nuclear no es algo que se pueda instalar en un hospital. “Es demasiado caro y complicado”, agregó Kreiner. Cabe aclarar que no se trata de reactores nucleares de potencia, sino de investigación o de fines médicos.
Hasta el presente, la terapia por captura neutrónica en boro se desarrolló más que nada llevando a pacientes a centros nucleares donde hay reactores. “Este operativo es relativamente limitado, porque un reactor nuclear no es el lugar para llevar pacientes. Se puede instalar una sala, como sucede en el RA-6 en Bariloche”, ejemplificó.
El gran problema entonces es cómo obtener los neutrones en un ámbito hospitalario propicio para la atención de los enfermos. En este punto empieza el trabajo del equipo que lidera Andrés Kreiner, quien asegura que “es posible generar flujos neutrónicos importantes con aceleradores de partículas”.
Un acelerador es una máquina que, usando campos electromagnéticos, es capaz de entregarle energía a partículas. “Estamos hablando de iones, partículas con cargas eléctricas -detalló Kreiner-. Como están cargados, los campos eléctricos les pueden entregar energía y acelerarlos, o sea, aumentarles la velocidad. De esta forma se puede inducir reacciones nucleares, algunas de ellas producen neutrones.
“Lo que estamos tratando de hacer es desarrollar aceleradores productores de neutrones y el desafío importante es que para producir flujos neutrónicos grandes, de la intensidad suficiente para llevar a cabo este tratamiento, las corrientes de protones o partículas que deben ser aceleradas son muy altas”, contó el director del proyecto.
El tipo de acelerador que están desarrollando utiliza corrientes diez mil veces más intensas de las que es capaz de acelerar el TANDAR -el acelerador de investigación emplazado en el mismo predio del Centro Atómico Constituyentes-. Este último es capaz de acelerar haces de máximo un microamper, mientras que un acelerador para BCNT necesita algunas decenas de miliamperes.
“Son corrientes muy altas. Ahí está el desafío, al margen de que en la Argentina la tecnología de aceleradores que se ha desarrollado es muy poca”, comentó Kreiner. “Nosotros hemos hecho algunas cosas a lo largo de los años pero no hemos desarrollado aceleradores realmente completos. En los últimos años, encaramos el desafío de desarrollar
tecnología de aceleradores propia, tanto para BNCT como para otras aplicaciones porque los aceleradores de partículas tienen muchísimas aplicaciones”, relató.
Cerca del paciente
El tipo de acelerador sobre el que está trabajando el grupo de Kreiner tiene una característica fundamental: se puede instalar dentro de un hospital. Es verdad que ya existe una larga tradición de aceleradores en hospitales dedicados a cáncer. Los LINAC (Linear Accelerator) son equipos que se usan para acelerar electrones que luego, al chocar
contra blancos, producen radiación gamma que se utiliza en el tratamiento.
Los aceleradores de BCNT no son máquinas que se puedan ubicar en una sala común, sino que requieren toda una disposición de componentes. La que está tratando de desarrollar el equipo del Departamento de Tecnología y Aplicaciones de Aceleradores tendrá diez metros de alto y será operada “en aire”. El físico lo explicó: “Como es un acelerador que genera tensiones muy altas, para sostenerlas hacen falta dimensiones grandes o encerrarlo dentro de un tanque a alta presión con un gas aislante, como es el caso del TANDAR. Pero nosotros queremos evitar ese tanque porque, primero, es muy costoso: para hacer cualquier service hay que vaciar el tanque y abrirlo. Es una operación que lleva un día. Y segundo, el gas aislante es muy pesado, desplaza el aire. Si llegara a haber algún accidente, como una fuga, es un riesgo adicional que uno no quiere tener en un hospital”.
La proyección es instalar este primer acelerador en el Instituto Rofo, con el que han estado trabajando el tema. Kreiner insistió en la importancia de contar con una facilidad de este tipo dentro de un predio hospitalario: “Tener un acelerador instalado en un hospital las veinticuatro horas del día a disposición de los médicos, en un ambiente específico para pacientes, con todos los servicios de apoyo, todos los médicos, todo lo que hace falta, es el escenario correcto para tener un paciente. No se puede replicar toda la complejidad médica al pie de un reactor”.
En el mismo sentido están trabajando otros países, como Japón y Finlandia. El consenso internacional es que se necesita desarrollar una máquina que sea específica y se pueda instalar en un hospital. Hasta el momento nadie lo ha logrado.
Toda una vida
Andrés Kreiner trabaja en la Comisión Nacional de Energía Atómica desde 1974. Siempre hizo física experimental con aceleradores. Según confió a DEF, desde mediados de la década del 90 se empezó a interesar en la aplicación de técnicas nucleares con aceleradores. “Una de las primeras aplicaciones que hicimos fue poner a punto una técnica analítica para poder medir la concentración de plomo en la atmósfera”, recordó. “En esa época las naftas tenían plomo e hicimos un trabajo en los subterráneos de Buenos Aires para medir la concentración de contaminantes”, agregó. Fue entonces, a mediados de los 90, cuando conoció por lectura o congresos que existía la Terapia por Captura Neutrónica en Boro y pensó en la posibilidad de desarrollar un acelerador en Argentina.
“Ese proyecto lo presenté en diferentes instancias. De hecho, habíamos ganado un concurso de proyectos estratégicos en la SECYT de aquella época justo antes de la crisis de 2001, con lo cual ganamos pero nunca se financió”. Finalmente, empezó a empujar el tema en la CNEA y en los últimos años obtuvo el decidido apoyo de las autoridades, Norma Boero y Alberto Lamaña.
El grupo de trabajo es heterogéneo, con mucha gente joven: hay estudiantes de doctorado, ingenieros recién recibidos y algunos son de categoría senior. El equipo cuenta además con algunas colaboraciones de la Facultad de Ingeniería de la UBA.
La premisa con la que trabaja el grupo es desarrollar todo lo que se pueda en Argentina, es decir, fuentes de alta tensión, generadores, los tubos de aceleración, y demás instrumentos específicos. Todo el material es de alta precisión y tecnología. Por ejemplo, los tubos de aceleración deben confinar el haz a su eje y este circular por allí sin tocar nada, en el alto vacío, porque lleva mucha potencia. Si llegara a tocar algo material, lo fundiría. Se lo guía para que impacte en el blanco, donde se produce la reacción nuclear.
“El blanco también es un desafío -comentó Kreiner-, porque este haz, cuando tiene la energía y la intensidad necesarias, porta 75 kilovatios. Eso, sobre una superficie de unos diez centímetros de diámetro, es una densidad de potencia muy alta que hay que disipar para preservar la identidad física del blanco. Entonces, hay una cantidad de problemas tecnológicos a resolver”, resumió. Hasta ahora, en las pruebas se ha llegado a generar una corriente de algunas decenas de miliamperes.
Solo el comienzo
Si el desarrollo llegara a ser exitoso, podría comercializarse. “Creo que si hay continuidad en el apoyo y en la financiación, vamos a llegar”, confió Kreiner y comentó que en los últimos años se ha aproximado gente de Brasil, Finlandia e Italia, atraída por el proyecto. “Los finlandeses están muy interesados, porque hasta el momento lo hacen en un reactor, pero querrían tener un acelerador”, aseguró el físico.
Por otra parte, el desarrollo de toda la tecnología que requiere un acelerador favorece la proliferación de otros proyectos futuros, porque la tecnología de aceleradores tiene múltiples aplicaciones, aun en máquinas de baja energía y alta corriente como la que se está trabajando. Andrés Kreiner relató que hace poco visitó las instalaciones un arqueólogo argentino que trabaja en Francia, quien contó que en el museo del Louvre hay un pequeño acelerador que se utiliza para caracterizar piezas arqueológicas y de arte, con la misma técnica que se utilizó aquí para medir el plomo en el subte. Hay un proyecto, que apoyaría el Ministerio de Ciencia y Tecnología, para instalar un laboratorio importante de caracterización arqueológica en Argentina. “Así como eso van a surgir otras aplicaciones”, señaló confiado Kreiner.
