La radioterapia se usa como tratamiento para más de la mitad de todos los pacientes con cáncer y puede ser muy eficaz para reducir los tumores y destruir las células cancerosas. Pero el tratamiento con radiación también puede dañar el tejido sano, incluido el tejido de la boca y el tracto gastrointestinal. Esta lesión tisular puede provocar mucositis oral, esofagitis y proctitis, un daño tisular doloroso y, a veces, debilitante. Se estima que estas lesiones ocurren, cada año, en más de 200.000 pacientes en Estados Unidos.
En un nuevo artículo publicado en Advanced Science, investigadores del Brigham and Women's Hospital, Dana-Farber Cancer Institute, Massachusetts General Hospital y MIT describen los esfuerzos para desarrollar un nuevo dispositivo personalizado impreso en 3D destinado a proteger a los pacientes que se someten a radioterapia y prevenir la toxicidad inducida por la radiación. El trabajo hasta la fecha se ha realizado en modelos preclínicos y utiliza simulaciones para predecir efectos en humanos, sentando las bases para ensayos clínicos con pacientes.
"Nuestro objetivo a través de este proyecto era encontrar una solución innovadora que pudiera ofrecer protección personalizada a los pacientes"
"Cuando tratamos a pacientes con radiación, hacemos todo lo posible para minimizar el área de tejido sano que recibe radiación y dividir el tratamiento en pequeñas dosis, pero es un buen equilibrio. Queremos administrar la mayor dosis posible para encoger el tumor sin causando daño al tejido sano", explica el autor principal, James Byrne, investigador postdoctoral en el laboratorio del MIT y médico residente senior en Oncología Radioterápica en Brigham y Dana-Farber Cancer Institute. "Nuestro objetivo a través de este proyecto era encontrar una solución innovadora que pudiera ofrecer protección personalizada a los pacientes".
Byrne colaboró con un equipo multidisciplinar en el trabajo de investigación, incluidos expertos en oncología radioterápica, físicos, ingenieros mecánicos y gastroenterólogos.
"No es raro que se llame a los gastroenterólogos para consultar sobre un caso para ayudar a un paciente que está experimentando efectos secundarios de la radiación en el esófago, el intestino delgado o en cualquier otro lugar del tracto gastrointestinal", declara el autor correspondiente C. Giovanni Traverso, gastroenterólogo e ingeniero biomédico de la División de Gastroenterología de Brigham and MIT. "Hace un par de años, James y yo comenzamos a hacer una lluvia de ideas: ¿qué pasaría si pudiéramos desarrollar un escudo que pudiera ayudar a proteger una parte significativa del tejido normal en el campo de radiación?".
Byrne y sus colegas probaron una amplia gama de materiales, tanto sólidos como líquidos, a partir de los cuales construir los escudos radioprotectores. El equipo se centró en materiales de alto número atómico (Z), que pueden evitar el paso de los rayos gamma y X, y otros materiales para reducir la retrodispersión de la radiación. Utilizando tomografías computarizadas de pacientes, el equipo creó diseños únicos para pacientes individuales y utilizó la impresión 3D para generarlos. Probaron sus escudos en ratas y cerdos. Descubrieron que los escudos podían proteger el tejido sano de la boca y el recto en ratas con buena viabilidad y reproducibilidad de colocación en cerdos. En simulaciones de pacientes humanos, el equipo estimó que el dispositivo podría reducir la radiación a las áreas de la boca en un 30% de los pacientes con cáncer de cabeza y cuello, y en el tracto gastrointestinal en un 15% en los pacientes con cáncer de próstata.
"Este enfoque personalizado podría aplicarse a una variedad de cánceres y tiene el potencial de reducir la carga de las lesiones por radiación y la toxicidad para nuestros pacientes"
Los autores señalan que este trabajo es un estudio inicial de prueba de concepto y se necesitarán investigaciones adicionales para traducir los dispositivos para su uso en la clínica. Sin embargo, sus resultados hasta ahora sugieren que los escudos personalizados algún día podrían ayudar a reducir el riesgo de toxicidad por radiación.
"Nuestros resultados respaldan la viabilidad de dispositivos personalizados para reducir los efectos secundarios de la radioterapia", añade Byrne. "Este enfoque personalizado podría aplicarse a una variedad de cánceres y tiene el potencial de reducir la carga de las lesiones por radiación y la toxicidad para nuestros pacientes", sentencia.