sábado, 8 de marzo de 2014

Tratamientos para el cáncer

Radioterapia
 La radioterapia es una forma de tratamiento basada en el empleo de radiaciones ionizantes (rayos X o radiactividad, la que incluye los rayos gamma y las partículas alfa).
Braquiterapia. La palabra braquiterapia procede del griego brachys que significa "corto". Por tanto la braquiterapia es el tratamiento radioterápico, que consiste en la colocación de fuentes radiactivas encapsuladas dentro o en la proximidad de un tumor (distancia "corta" entre el volumen a tratar y la fuente radiactiva). Se usa principalmente en tumores ginecológicos. Se puede combinar con teleterapia. Se debe aislar al paciente radioactivo mientras la fuente esté en su lugar.
Teleterapia o radioterapia externa, en que la fuente de irradiación está a cierta distancia del paciente en equipos de grandes dimensiones, como son la unidad de Cobalto y el acelerador lineal de electrones. En este tipo de tratamiento, que es el más común, los pacientes acuden diariamente de forma ambulatoria por un período variable, dependiendo de la enfermedad que se esté tratando. La radiación puede ser de rayos gamma, rayos X, electrones, protones o núcleos atómicos. Antiguamente se empleaban rayos X de ortovoltaje o baja energía (pocos miles de voltios) que no tenían capacidad de penetrar en la profundidad de los tejidos. Más tarde se incorporó la bomba de Cobalto 60 cuya radiación de rayos gamma con una energía de 1,6 MeV (megaelectrón-voltios) penetraban más en profundidad. A partir de los años 70 surgieron los aceleradores lineales de electrones (ALE, ó LINAC, del inglés LINear ACcelerator) que producen tanto rayos X de alta energía, pudiendo elegir la energía desde 1,5 hasta 25 MV, como electrones que sirven para tratar tumores superficiales.
Radioterapia exclusiva: El único tipo de tratamiento oncológico que recibe el paciente es la radioterapia. Por ejemplo en el cáncer de próstata precoz.
Radioterapia adyuvante: Como complemento de un tratamiento primario o principal, generalmente la cirugía. Puede ser neoadyuvante si se realiza antes de la cirugía, pero sobre todo la adyuvancia es la que se realiza después de la cirugía (postoperatoria).
Radioterapia concomitante, concurrente o sincrónica: Es la radioterapia que se realiza simultáneamente con otro tratamiento, generalmente la quimioterapia, que mutuamente se potencian.

Terapia Hipertermia
 La terapia de hipertermia es un tipo de tratamiento médico en el cual el tejido del tumor cancerígeno es expuesto a temperaturas suficientemente altas para dañar y destruir células de cáncer, o para hacer las células de cáncer más sensibles a los efectos del tratamiento con radiación y a ciertas medicaciones anti-cáncer.
La hipertermia puede matar o debilitar a las células tumorales, y es controlada para limitar los efectos sobre las células sanas. Las células del tumor, con una estructura vascular desorganizada y compacta, tienen dificultades para disipar el calor. La hipertermia por lo tanto, puede causar apoptosis a las células cancerosas  en respuesta directa a la aplicación de calor, mientras que a los tejidos sanos le es más fácil mantener una temperatura normal.

Incluso si las células cancerosas no mueren directamente, pueden llegar a ser más susceptibles a la terapia de radiación, o a  ciertos medicamentos de quimioterapia, que pueden permitir este tipo de tratamientos sean dados en dosis más pequeñas.

Un calor intenso causará la desnaturalización y coagulación de las proteínas celulares, rápidamente matando las células en un tumor. Calentamiento moderado más prolongado a temperaturas unos pocos grados por encima de lo normal puede causar cambios más sutiles. Un tratamiento de calor suave en combinación con otros factores de estrés puede causar la muerte celular por apoptosis. Hay muchas consecuencias bioquímicas de la respuesta de choque térmico dentro de la célula, incluyendo la división celular más lenta y una mayor sensibilidad a la terapia de radiación.

Terapia Hipertermia
embolización transcatéter
 La quimioembolización arterial transcatéter (TACE por sus siglas en inglés) se utiliza para el tratamiento paliativo del carcinoma hepatocelular. Las microesferas de liberación de fármacos son biocompatibles (es decir, no dañan los tejidos), no reabsorbibles (el organismo no las descompone) y están impregnadas con un agente quimioterapéutico (medicamento, como la doxorubicina o el irinotecán, que destruye las células cancerosas). Con la ayuda de una angiografía (examen de rayos X de los vasos sanguíneos), las microesferas se colocan directamente en el tumor y lo privan de sangre, a la vez que liberan una alta dosis de medicamentos anticancerosos dentro del tumor mismo. La TACE tiene diversos beneficios:

El suministro de sangre que reciben los tumores hepáticos suele provenir de la arteria hepática, por lo que al cortar el suministro de sangre a los tumores mediante las microesferas se enlentece su crecimiento. La embolización ocurre cuando se corta el suministro de sangre al tumor.
Las microesferas también mantienen el medicamento quimioterapéutico dentro del tumor, al obstruir el flujo de sangre a otras partes del cuerpo. Esto permite utilizar dosis más altas de medicamento, ya que la cantidad de medicamento que circula por las células sanas es menor.
embolización transcatéter

Terapia fotodinámica


La terapia fotodinámica es un tratamiento que consiste en la inyección de un fármaco fotosensible a nivel endovenoso y posteriormente se activa este fármaco a nivel de la retina aplicando una luz especial sobre la zona que queremos tratar. Actualmente ha pasado a un segundo plano respecto a las inyecciones de antiangiogénicos para el tratamiento de la DMAE húmeda. Se utiliza en algunos subtipos de DAME húmeda específicos y en algunas ocasiones, en combinación con antiangiogénicos para tratar formas resistentes de DMAE neovascular.
La técnica se basa en la administración de un agente fotosensibilizante y en la posterior estimulación de la zona a tratar mediante luz de la longitud de onda adecuada. Ello induce la formación de radicales libres y la destrucción de las células malignas. La selectividad del tratamiento se basa en la mayor capacidad que tienen las células tumorales para concentrar la sustancia fotosensibilizante si se compara con las células sanas. Por otra parte la aplicación de la estimulación luminosa provoca la muerte de las bacterias, debido a que produce formas reactivas de oxígeno causadas por la estimulación de la luz sobre los agentes fotosensibilizantes.

Hipertermia magnética

Allá por los años 90 del pasado siglo se descubrió que, bajo la acción de campos magnéticos alternos, las nanopartículas magnéticas absorbían gran cantidad de energía. De aquel hallazgo nació la hipertermia magnética, una terapia experimental contra el cáncer en la que partículas magnéticas estratégicamente colocadas en los tumores se convierten en fuente de calor.

Las nanopartículas emiten en forma de calor la energía que absorben del campo magnético alterno que se les aplica desde el exterior, provocando un aumento de temperatura en los tumores.

Según el físico Eneko Garai, de la Universidad del País Vasco, este sistema ofrece varias ventajas: “Por una parte, los campos magnéticos que se utilizan no son perjudiciales para el organismo, es decir, no producen calor, por lo que no afectan a las zonas sanas del cuerpo. Por otra, las nanopartículas pueden rodearse de ligandos. Por lo general, las partículas son de óxido de hierro, mientras que el ligando consiste en una capa elaborada con moléculas orgánicas. Gracias a este sistema, las nanopartículas pueden adherirse a las células tumorales, sin afectar a las células sanas”.

Hay varios métodos para subir la temperatura, según los cuales se clasifican los tratamientos de hipertermia. En la hipertermia por radiofrecuencia, por ejemplo, se utilizan corrientes eléctricas inducidas por ondas electromagnéticas para aumentar la temperatura de los tumores, y antenas para concentrar en estos el calor.

La colocación de dichas antenas junto a los tumores se hace mediante cirugía. En la hipertermia por ultrasonidos, el calentamiento se efectúa mediante vibraciones; en la hipertermia por láser, en cambio, se excitan mediante un láser de infrarrojos las nanopartículas de oro o de plata que se colocan junto a los tumores para calentar las células tumorales.

Una técnica antigua con nuevas aplicaciones

Según Garaio, el resultado más relevante de su investigación es el siguiente: “Hemos fabricado un instrumento para medir la tasa específica de absorción de las nanopartículas; a continuación, hemos construido diversos modelos para calcular la tasa de absorción específica y para saber cómo cambian la forma, el material y los ligandos de las nanopartículas”.

Por lo que a las pruebas de laboratorio se refiere, “hemos inducido una necrosis en los hígados de tres ratones, sin provocar daño alguno en las células sanas de dichos órganos”, señala el investigador.

La eficacia del calor contra los tumores ya era conocida por los médicos hace más de mil años, y hace unos 200 se les provocaba fiebre a los enfermos, para que el calor combatiera los tumores. En eso consiste, resumidamente, la hipertermia”, explica Garaio.

“Pero el calor no debe administrarse en cualquier zona del cuerpo, ni de cualquier manera: hay que aplicarlo solo a los tumores, a una temperatura que oscile entre los 41 y los 46 °C. Ese es el intervalo de temperatura en el que la hipertermia magnética es más eficaz”, subraya el autor de la tesis.

Referencias bibliográficas

E Garaio, J M Collantes, F Plazaola, J A Garcia, I Castellanos-Rubio. ‘A multifrequency eletromagnetic applicator with an integrated AC magnetometer for magnetic hyperthermia experiments’, Measurement Science and Technology, 2014. Este artículo ha recibido recientemente el premio Outstanding Paper Award de la publicación Measurement Science and Technology.

H. Khurshid, J. Alonso, V. Sankar, Z. Nemati, M.H. Phan, H. Srikanth, E. Garayo, J.A. Garcia, ‘FeCo nanowires with enhanced heating powers and controllable dimensions for magnetic hyperthermia’, Journal of Applied Physics, 2015.

E. Garaio, O. Sandre, J. M. Collantes, J. A. Garcia, S. Mornet, and F. Plazaola, ‘Specific absorption rate dependence on temperature in magnetic field hyperthermia measured by dynamic hysteresis losses (AC Magnetometry)’, Nanotechnology, vol. 26, p. 015704.2015.

Hipertermia magnética

Esta técnica es considerada actualmente como el cuarto tratamiento más importante contra el cáncer. En particular, la hipertermia magnética es una terapia localizada que emplea el calor generado por nanopartículas magnéticas al ser expuestas a un campo magnético alterno inocuo para el cuerpo humano.

El nanobjeto desarrollado es 2.000 veces más pequeño que el grosor de un pelo y puede calentarse a distancia al aplicarle un campo magnético, algo similar a lo que sucede con las ollas en las cocinas de inducción. Además este pequeñísimo objeto obtenido en el ICMA dispone de un recubrimiento especial que permite introducirlo en el interior de las células.

Para poder actuar como termómetro, el nanoobjeto cuenta con dos sustancias luminiscentes, una cuya emisión de luz no depende de la temperatura y otra cuya emisión sí está en función de la temperatura, de esta forma si medimos con un microscopio la luz emitida por cada una de estas sustancias y las relacionamos podemos conocer la temperatura absoluta en un punto de la célula, este punto puede ser tan pequeño como nos permita la resolución de la cámara y los aumentos del objetivo.

En la actualidad se pretende calentar el nanoobjeto utilizando el campo magnético generado por una pequeña bovina acoplada al microscopio mientras se mide a tiempo real como aumenta su temperatura. Este nanoobjeto permite estudiar a escala nanométrica cómo se transmite el calor de una fuente con calor al medio que lo rodea. La investigación confirma que al acercarse a la nanoescala las propiedades físicas son distintas de las que se observan en objetos de tamaño más grandes, lo que también se observa con la conducción de calor.

El desarrollo de esta investigación es un ejemplo de trabajo multidisciplinar, que en este caso ha unido a químicos, físicos, médicos, biólogos e ingenieros. Las metodologías empleadas en las que el ICMA cuenta con un reconocimiento internacional incluyen la física de materiales a muy bajas temperaturas, tecnologías láser para procesado de materiales, técnicas de dispersión para el estudio de los materiales e instrumentación científica propia.

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