Hispanopedia WikiLa terapia Auger es una forma de radioterapia para el tratamiento del cáncer que se basa en electrones de baja energía (emitidos por el efecto Auger ) para dañar las células cancerosas, en lugar de la radiación de alta energía utilizada en la radioterapia tradicional. [ 1 ] [ 2 ] Al igual que otras formas de radioterapia, la terapia Auger se basa en el daño inducido por la radiación en las células cancerosas (particularmente el daño al ADN ) para detener la división celular , frenar el crecimiento tumoral y la metástasis , y eliminar las células cancerosas. Se diferencia de otros tipos de radioterapia en que los electrones emitidos a través del efecto Auger (electrones Auger) se liberan con baja energía cinética . A diferencia de los emisores de partículas α y β tradicionales, los emisores de electrones Auger presentan baja toxicidad celular durante su tránsito por la sangre o la médula ósea. [ 3 ]
Debido a su baja energía cinética, los electrones Auger emitidos viajan a muy corta distancia: mucho menos que el tamaño de una sola célula, del orden de menos de unos pocos cientos de nanómetros . [ 4 ] Esta administración de energía a muy corta distancia permite terapias altamente dirigidas, ya que el nucleido emisor de radiación estará cerca del sitio de administración (por ejemplo, una cadena de ADN) para causar citotoxicidad. [ 5 ] Sin embargo, esto representa un desafío técnico; los fármacos Auger deben entrar en sus dianas celulares-nucleares para ser más efectivos. [ 4 ] [ 6 ] Los fármacos Auger son biomoléculas radiomarcadas, capaces de entrar en las células de interés y unirse a componentes subcelulares específicos. Estas suelen contener un átomo radiactivo capaz de emitir electrones Auger. La emisión de electrones Auger del átomo se estimula mediante la desintegración radiactiva o mediante la excitación externa del sistema primario (terapia primaria, como rayos X). [ 6 ]
Dosis Auger
La energía de los electrones en el vacío se puede medir con precisión con un detector de electrones en una jaula de Faraday , donde la polarización aplicada a la jaula definirá con exactitud la energía de las partículas que llegan al detector. El alcance de los electrones de baja energía en tejidos o agua, especialmente los electrones a escala nanométrica, no se puede medir fácilmente; debe inferirse, ya que los electrones de baja energía se dispersan en ángulos grandes y viajan en una trayectoria en zigzag cuya distancia de terminación debe considerarse estadísticamente y a partir de mediciones diferenciales de electrones de mayor energía a un alcance mucho mayor. Un electrón de 20 eV en agua, por ejemplo, podría tener un alcance de 20 nm para 10³ Gy o de 5 nm para 10⁴, ⁷ Gy. Para un grupo de 9 a 12 electrones Auger con energías de 12 a 18 eV en agua (incluido el efecto de la ionización del agua a aproximadamente 10 eV), una estimación de 10⁶ Gy es probablemente suficientemente precisa. La ilustración muestra el cálculo de dosis simulada en agua para un electrón utilizando un paseo aleatorio de Monte Carlo [ 7 ] que da hasta 0,1 MGy. Para que un átomo moderadamente pesado produzca una docena o más de electrones Auger a partir de la ionización de su capa interna, la dosis Auger se convierte en 106 Gy por evento.
Candidatos para modificación molecular con dosis in situ
Con una dosis grande y localizada in situ para la modificación molecular, la molécula diana más obvia es el dúplex de ADN (donde las hebras complementarias están separadas por varios nanómetros). Sin embargo, los átomos del dúplex de ADN son elementos ligeros (con solo unos pocos electrones cada uno). Incluso si se pudieran inducir mediante un haz de fotones para generar electrones Auger, a menos de 1 keV serían demasiado blandos para penetrar el tejido lo suficiente para la terapia. Se considerarán para la terapia átomos de energía media o pesada (desde bromo hasta platino, por ejemplo) que podrían ser inducidos por fotones de rayos X suficientemente duros para generar suficientes electrones que proporcionen cargas de baja energía en una cascada Auger.
Los electrones del bromo alteran la expresión génica específica del herpes.
Cuando una célula normal se transforma, replicándose de forma incontrolable, muchos genes inusuales (incluido material viral como los genes del herpes, que normalmente no se expresan) se expresan con funciones específicas del virus. La molécula propuesta para interrumpir el gen del herpes es BrdC, donde Br reemplaza un metilo (CH3) con un radio iónico y una ubicación casi idénticos (en la quinta posición para BrdU, que tiene una molécula de oxígeno en la parte superior). Por lo tanto, BrdC podría oxidarse y utilizarse como BrdU. Antes de la oxidación, BrdC era inutilizable como dC o dU en células de mamíferos (excepto para el gen del herpes, que podía incorporar BrdC). El átomo de bromo se obtiene a partir de arsénico , con la adición de una partícula alfa en un acelerador de partículas para formar 77Br . Tiene una vida media de 57 horas y experimenta captura electrónica : el electrón K es capturado por un protón en un núcleo inestable, creando un agujero K en Br, lo que conduce a su cascada Auger e interrumpe el gen del herpes sin matar la célula.
Este experimento fue realizado durante la década de 1970 en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center por Lawrance Helson y CG Wang, utilizando 10 cultivos de células de neuroblastoma . Dos cultivos lograron terminar la replicación celular con 77Br in vitro , y los experimentos fueron seguidos por un grupo de ratones desnudos con tumores implantados.
Los experimentos in vivo con ratones se complicaron cuando los hígados de los ratones escindieron el componente de azúcar de BrdC, lo que provocó que los genes de mamíferos y herpes incorporaran el 77.Base que contiene Br , sin hacer distinción entre ellas. Sin embargo, la dosis Auger con 77BrdC interrumpió el gen específico del herpes en varios cultivos de células transformadas.
Dosis dirigida al ADN mediante cisplatino
El grupo de fármacos anticancerígenos basados en metales se originó con el cisplatino , uno de los principales agentes de uso clínico. El cisplatino actúa uniéndose al ADN, formando uno o dos enlaces cruzados intracadena del aducto GG en el 70% y del aducto AG en aproximadamente el 20% de los surcos mayores de la doble hélice . El compuesto cis planar (en el mismo lado) está compuesto por una molécula cuadrada con dos átomos de cloruro en un lado y dos grupos amonio en el otro, centrados alrededor del platino (Pt), que puede iniciar la dosis Auger in situ . Al entrar en una célula con una baja concentración de NaCl, el grupo aqua-cloruro se desprendería del compuesto (permitiendo que el cloruro faltante se una a las bases GG o AG y doble las hélices del ADN 45 grados, dañándolas). Aunque los antineoplásicos basados en platino se utilizan en hasta el 70% de toda la quimioterapia, no son particularmente efectivos contra ciertos cánceres (como los tumores de mama y próstata).
La lógica del aqua-Cl, que consiste en separar el átomo de cloruro del cisplatino al entrar en una célula y unirlo a los aductos GG o AG en los surcos mayores de las hélices del ADN, podría aplicarse a otros metales, como el rutenio (Ru), químicamente similar al platino. El rutenio se utiliza para recubrir el ánodo de un tubo de rayos X de mamografía, lo que permite su funcionamiento a cualquier voltaje (22-28 kVp ) según el grosor comprimido de la mama y proporciona una imagen de alto contraste. Aunque el rutenio es más ligero que el platino, puede inducirse para proporcionar una dosis Auger in situ a los aductos del ADN y administrar quimioterapia localizada. [ 8 ] [ 9 ]
Rayos X monocromáticos para inducir la ionización de la capa interna
Tubo de rayos X con blanco de transmisión para emisiones lineales
Los rayos X monocromáticos pueden canalizarse a partir de la radiación sincrotrón , obtenida de tubos de rayos X Coolidge filtrados o de los tubos de rayos X de transmisión preferidos. Para inducir la ionización de la capa interna con dispersión resonante de un átomo moderadamente pesado con docenas de electrones, la energía del fotón de rayos X debe ser de 30 keV o superior para penetrar el tejido en aplicaciones terapéuticas. Aunque la radiación sincrotrón es extremadamente brillante y monocromática sin dispersión térmica , su brillo disminuye a la cuarta potencia de la energía del fotón. A 15-20 kV o más, un tubo de rayos X con un blanco de molibdeno , por ejemplo, podría proporcionar tanta fluencia de rayos X como un sincrotrón típico. Un tubo de rayos X Coolidge aumenta su brillo en 1,7 kVp y el brillo del sincrotrón disminuye en 4 kV, lo que implica que no es útil para la terapia Auger.
Referencias
- ↑ Unak, P. (2002) Radioterapia tumoral dirigida . Archivos Brasileños de Biología y Tecnología, 45(español) 97-110.
- ↑ Persson, L. El efecto de los electrones Auger en la dosimetría de radiación: una revisión. Instituto Sueco de Protección Radiológica, S-17116 Estocolmo, Suecia.
- ↑ Knapp, Jr., FF (Russ) (2016). "2.5 Emisores de electrones de baja energía". Radiofármacos para terapia . Springer, Nueva Delhi. doi : 10.1007/978-81-322-2607-9 . ISBN 978-81-322-2607-9.
- 1 2 Kassis, A. (2003) Terapia del cáncer con electrones Auger: ¿estamos cerca de lograrlo? Journal of Nuclear Medicine, 44(9) 1479-1481.
- ↑ Giacomo Pirovano, Thomas C. Wilson, Thomas Reiner, Auger: El futuro de la medicina de precisión , Medicina Nuclear y Biología, volúmenes 96–97, 2021, páginas 50-53, ISSN 0969-8051.
- 1 2 Sastry, KSR. Efectos biológicos del emisor Auger yodo-125. Una revisión. Informe n.° 1 del Grupo de Trabajo n.° 6 de Medicina Nuclear de la AAPM. Med. Phys. 19(6), 1361-1383, 1992.
- ^ J.Messungnoenab et al, Radiation Research 158, 657-660; 2002
- ↑ Wang, CG; Patente estadounidense 8,278,315; "Método de radioterapia mediante rayos X"; 2012.
- ↑ Hannon, Michael J. "Fármacos anticancerígenos basados en metales: de un pasado anclado en la química del platino a un futuro postgenómico de química y biología diversas", Pure Appl. Chem. Vol. 79, No. 12 pp 2243-2261, 2007.
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