Impresión de tumores en 3D para precisar las dosis de radioterapia

La impresión en 3D ha entrado en la carrera hacia la medicina de precisión en oncología. Lo hace de la mano de los llamados tumores "fantasma" porque se ven pero, en realidad, no existen. Son réplicas en plástico de neoplasias reales, hechas con una impresora 3D. La física Cinzia Da Via, profesora de la Escuela de Física y Astronomia de la Universidad de Manchester, ha empezado a probar estos dispositivos para adelantarse a los efectos de la radioterapia. Antes de administrar un tratamiento de radioterapia a un paciente oncológico, la investigadora apuesta por probarlos antes en la pieza de plástico, precisar la dosis a administrar y evitar en la mayor medida posible los efectos adversos de este tratamiento.

Hace años que los investigadores intentan atajar uno de las grandes dificultades que se les presenta a los oncólogos al utilizar la radioterapia.La energía que liberan los rayos X cuando penetran en el cuerpo se dirige esencialmente a las células tumorales pero siempre hay una probabilidad de que suelten esa energía durante su camino hasta llegar el tumor, con lo que acaban radiando células sanas. "Muchas veces hay daños que vienen provocados por la radiación a células sanas. No se producen de repente, sino que pueden generar un cáncer cinco años después", explica Da Via. En esta línea, la adroterapia —una radioterapia en la que se integran protones o iones que tienen la particularidad de que liberan la energía casi exclusivamente sobre la zona del tumor— o el plan de tratamiento que se hace por simulación electrónica —para estudiar la dosis de rayos adecuada—ya han comenzado a pisar fuerte como alternativa y la propuesta de Da Via sigue la misma estela. "Se está trabajando para tener una buena dosimetría, para ver cuánta dosis de partículas es necesario liberar en la zona donde está el tumor y también dónde se libera", apunta.

"Podemos saber si hay zonas sanas que nosotros pensamos que no están expuestas a la radiación y en realidad sí lo están", señala la investigadora

La investigadora apuesta por intervenir antes en la pieza de plástico que en el tumor real. "Desde el momento en que la persona se hace una tomografía computerizada en tres dimensiones en la que se confirma el tumor, la información de la imagen no deja de ser un archivo electrónico que es reconocido por la impresora y el plan de simulación. Yo recupero ese archivo y un tiempo muy breve lo mando a la impresora 3D, que hace una réplica idéntica del órgano y del tumor". A partir de ahí, los oncólogos ya pueden trabajar sin riesgo probando y decidiendo el tratamiento y la dosis adecuada.

Las réplicas del órgano y del tumor son de plástico por fuera, pero está hueca por dentro. Por dentro están divididas en cavidades y compartimentos que se llenan de centelleador líquido (detectores de la radiación). Al radiar el tumor fantasma, este líquido — "desde el punto de vista biológico es muy parecido a la estructura del cuerpo humano", apostilla Da Via— revela cómo afectan los rayos X al tumor y al resto del órgano. "Podemos saber si hay zonas sanas que nosotros pensamos que no están expuestas y en realidad sí lo están. Es muy importante saber tridimensionalmente cuanta dosis de radiación se deposita en cierto punto", señala.

Los resultados de este experimento con la réplica del tumor pueden complementar la información que sale del simulador electrónico. "Esta información que nos da la impresión del tumor se puede confrontar con la que da la simulación y, si son diferentes, corregirlos, porque sabemos que la simulación no es tan precisa y a veces puede haber anomalías debidas al tipo de órgano y se verifica luego que la dosis depositada en el cuerpo del paciente no es la que se esperada. Se trata de hacer una dosimetría desde fuera, pero con una reproducción exacta del paciente", explica Da Via.

Cinzia Da Via propone probar los tratamientos de radioterapia en la réplica en 3D del tumor antes que en el propio paciente

Aunque la investigación acaba de empezar, ella y sus estudiantes ya han comenzado a testar el sistema. "En un tiempo breve se ha conseguido construir y simular este objeto. Cuando sepamos que esto funciona, tenemos que conseguir una buena financiación porque yo querría continuar en esta dirección: reforzar el contacto con los médicos de los hospitales y buscar material todavía más interesante para imprimir", reflexiona la investigadora. Da Via, que participó esta semana en un simposio internacional sobre física de partículas en la escuela de negocios ESADE de Barcelona, cree que "50.000 o 100.000 euros podrían llevarnos muy lejos" en esta investigación. 

La física apenas pone límites a la impresión en 3D: la técnica puede servir para pacientes oncológicos adultos e infantiles y para todo tipo de tumores susceptibles de tratarse con radioterapia. Con todo, se muestra prudente y recuerda que ella no es médica y los límites los han de marcar los propios oncólogos. En cualquier caso, señala, "es un tema interesante porque podemos construir, antes de que suceda, antes de que el paciente sea sometido a cualquier tratamiento, una copia verdadera del pacientes y de su enfermedad. Podemos ver qué hay que hacer para tratar este tipo de tumor y podemos probar el tratamiento antes de probarlo con los pacientes", concluye.