Modelo de sección eficaz para la ruptura de ADN bajo la acción simultánea de hipertermia y radiación ionizante (2022)
El cáncer se constituye una gran problemática de salud pública, aún a pesar del aumento en la supervivencia media de los pacientes diagnosticados tempranamente. Es desde luego menester aunar esfuerzos y recursos en su prevención, tratamiento o cura, que vaya aliviando así la difícil situación por la que atraviesan alrededor de 20 millones de personas en el mundo, tan solo en el 2020, de las cuales sobreviven un poco más de la mitad [1]. Desde los años 80 se ha demostrado que la hipertermia (HT) localizada entre 40° - 42.5 ° C sobre tejido afectado aumenta la eficiencia terapéutica de la radioterapia (RT) y estudios más recientes muestran que tiene el potencial para mejorar la expectativa de vida de los pacientes con cáncer, especialmente cuando se aplican simultáneamente RT y HT [2]. En este sentido, la HT ha demostrado ser uno de los más potentes radio-sensibilizadores conocidos a la fecha [3], logrando una importante disminución en la dosis de radiación ionizante requerida sobre tejido tumoral para lograr su control. Como consecuencia, se pueden obtener mejores resultados terapéuticos con menores efectos secundarios en el largo y mediano plazo. No obstante, la aplicación simultánea de HT y RT no es tarea fácil en las rutinas clínicas debido a la falta de tecnologías de precisión que permitan depositar ambas formas de energía sincrónicamente [11]. Por esta razón, la terapia combinada se suele administrar de forma secuencial, a expensas de reducciones importantes en el poder sensibilizador de HT sobre RT [2]. En esta dirección, la inoculación del tumor con nanopartículas de oro, constituye una alternativa interesante con el potencial de hacer factible la deposición simultánea de ambas formas de energía. Esta terapia consiste en la introducción de las nanopartículas en el tejido a tratar, para luego someterlo a radiación infrarroja y/o radiación ionizante [4]. Puesto que los tiempos de decaimiento de la radiación son superiores a los tiempos de enfriamiento, este trabajo plantea la hipótesis de que la secuencia RT-> HT podría preservar la sinergia del tratamiento simultaneo bajo ciertas condiciones. Desde un punto de vista mecanicista, la hipótesis mayormente aceptada para explicar la sinergia entre ambas terapias se basa en la desnaturalización térmica de las proteínas reparadoras del daño inducido en el ADN por la radiación ionizante [5,6]. Sin embargo, esta explicación descarta de base la posibilidad de que las dos formas de energía puedan interactuar físicamente y que esta interacción pueda ser responsable de, al menos parte del efecto sinérgico adicional que se obtiene cuando las terapias son administradas al tiempo. Nosotros proponemos que esta interacción adicional existe durante la aplicación simultánea de los dos tratamientos, y que el efecto puede deberse al cambio de la sección eficaz de colisión entre las partículas del campo de radiación ionizante (o los iones producidos por esta) [7] y las moléculas de ADN, cuando el ADN oscila por efecto del incremento en la temperatura. El presente trabajo de grado tiene como objetivo formular un modelo matemático que constituya una explicación plausible para el pronunciado factor de sinergia entre las terapias administradas de forma sincrónica.