"Diseñar aceleradores de partículas es útil para nuevas terapias contra el cáncer"

Se hacen aceleradores de partículas para estudiar el primer microsegundo del universo y luego resulta que esas tecnologías sirven también para curar pacientes en el hospital", afirma Ugo Amaldi, un físico italiano que conoce a fondo estas dos vertientes de la ciencia en su carrera, que sigue una trayectoria poco habitual. Amaldi empezó dedicándose a la biofísica relacionada con la medicina, huyendo de la coincidencia con su padre, Edoardo Amaldi, un físico fundamental reconocido internacionalmente. Pero luego Ugo triunfó como científico precisamente en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN,to a Ginebra), del que su padre había sido uno de los fundadores hac emedio siglo, y allí, durante 14 años, hasta 1993, fue el responsable uno de los grandes experimentos del gran acelerador de partículas LEP, el Delphi, dirigiendo a 500 científicos. Se ocupó de los componentes fundamentales del universo y de cuestiones como la supersimetría. Después dio otra vez un salto en su carrera, volviendo a la biofísica, pero esta vez para desarrollar los nuevos sistemas de terapia de hadrones contra tumores con sincrotrones y ciclotrones. Sobre estas tecnologías heredadas de los laboratorios de física fundamental ha dado una charla en el Ciemat, en Madrid.

"Al entrar en el organismo, los protones se concentran en la zona a tratar"

"La belleza de la física es que uno se encuentra en el cruce de caminos diferentes"

Pregunta. ¿Cómo ha logrado estar en actividades científicas tan aparentemente distantes como la física de partículas y las aplicaciones en biofísica?

Respuesta. Siempre me ha fascinado el hecho de que la ciencia no sólo nos hace conocer, sino que para hacer ciencia hay que desarrollar instrumentos innovadores que luego tienen aplicaciones en otro campo. A menudo digo que he tenido en mi vida muchas historias de amor con sincrotrones, y esto es algo implícito en mi idea de la relación entre hombre y sociedad.

P. Pero usted empezó en la física cercana a la sanidad.

R. Cuando acabé la carrera, mi padre era muy conocido y no quise dedicarme a lo mismo que él. Fui al Instituto Superior de Sanidad, en Roma, donde trabajaba otro gran científico que se dedicaba a la biofísica; aunque era un gran amigo de mi padre, no se podía evitar... Me interesé en las radiaciones, en la física atómica; empecé a apasionarme y descubrimos un efecto importante. Entonces me ofrecieron un contrato en el CERN y entré en la física de partículas, ocupándome exclusivamente de ella. Pero después de 13 años, cuando acabamos los experimentos en el LEP, qué podía hacer, ¿incorporarme al LHC [el nuevo gran acelerador de partículas en construcción en el CERN]? ¿Qué podía aportar yo de nuevo? Entonces, como dice mi esposa, volví "a mi primer amor", que es la física médica. Junto con el gran físico médico Gian Piero Tosi, de Milán, preparé un informe para un centro de hadronterapia en Italia, con la fundación Tera, y ahora estamos construyendo un centro de este tipo de terapia.

P. Pero no ha mezclado las dos especialidades: cuando se ocupaba de supersimetrías no estaba pensando en terapias contra tumores.

R. Suelo decir a los estudiantes que la física es una, conocer la física de las supersimetrías no tendrá aplicaciones inmediatas... Pero también he trabajado en aceleradores de partículas, y diseñar aceleradores para buscar la partícula Higgs es útil para aplicar esas tecnologías a la terapia oncológica. La belleza de la física es que uno se encuentra en el cruce de caminos diferentes porque está en el centro de sistemas matemáticos complejos...

P. ¿Sirven esas máquinas, los grandes aceleradores, como los del CERN, para terapias, o tienen que ser desarrolladas, adaptadas específicamente, para las aplicaciones médicas?

R. Las tecnologías son las mismas, pero las máquinas, no, han de ser adaptadas. Un ciclotrón para luchar contra tumores es muy parecido a los que se usan en investigación de la física fundamental, pero un sincrotrón ha de ser modificado porque las características del haz han de ser diferentes. En el caso de un sincrotrón como los del CERN, las energías son elevadísimas, mientras que para terapias son mucho más bajas, cien veces inferiores; y las corrientes son pequeñísimas, pero es importante que sean uniformes en el tiempo.

P. ¿Por qué?

R. Para las terapias, el haz tiene que ser uniforme. Si se aplica como sale de un sincrotrón normal, en pulsos, es muy difícil medir la dosis que se administra.

P. ¿Qué ventajas tiene la terapia con hadrones respecto a la radioterapia de rayos X?

R. Hay dos tipos de terapias con hadrones: la de protones y la de iones de carbono. Una máquina de rayos X es un equipo que se instala en los hospitales y que cuesta un millón de euros más o menos. Si supiésemos hacer con el mismo coste y las mismas dimensiones máquinas para terapia con protones, se utilizarían éstas porque son mucho más eficaces. Los protones entran en el organismo y se concentran precisamente en la zona a tratar. Cuando lanzas un haz de rayos X contra un tumor, deja el máximo de la dosis a los pocos centímetros de entrar en el cuerpo y luego sale también más allá del tumor afectado a los tejidos circundantes. Pero si envías protones la mayor parte de la dosis se da exactamente en el tumor sin salir por detrás de él, por lo que apenas daña tejidos sanos. Ésta es la gran ventaja: los efectos de los protones en los tumores son prácticamente idénticos a los de los rayos X, pero localizando mejor la dosis y sin apenas afectar a los demás tejidos. Suponen una gran ventaja frente a los rayos X convencionales, sobre todo en el caso de tumores especialmente radiorresistentes. La experiencia clínica acumulada indica que es el tratamiento adecuado, por ejemplo, contra tumores de la base del cráneo, de la columna vertebral y los melanomas oculares.

P. ¿Y los iones de carbono?

R. Logran un efecto mayor, hacen más daño en los tumores. La ionización de los iones de carbono es más dispersa, más amplia que los haces de protones, y produce roturas mayores del ADN de las células que los rayos X. Resumiendo: el efecto de los protones es como el de los rayos X, pero con más precisión al atacar el tumor y preservando mejor los tejidos sanos, mientras que los iones producen mucho más daño en los tejidos tumorales, pero también es más peligrosa.

P. ¿Qué porcentaje de pacientes con tumores deben ser tratados con terapia de hadrones?

R. Según los cálculos de la Asociación Italiana de Radioterapia Oncológica, de cada 20.000 pacientes por 10 millones de habitantes que reciben radioterapia, el 1% debería ser tratado con protones; sería beneficioso para el 13%, y para otro 3% sería positiva la terapia con iones de carbono. Al resto de los pacientes, desde luego, no les haría daño, al contrario. Pero hay que tener en cuenta que los costes son superiores, y además los pacientes tienen que desplazarse a centros especializados en lugar de recibir terapia en los hospitales....

P. ¿Hacia dónde va el desarrollo tecnológico de estas terapias?

R. Hacia aceleradores más compactos. Yo he desarrollado una idea que es un conjunto de un ciclotrón pequeño de baja energía unido a un acelerador lineal, y creo que es un concepto muy competitivo. Hemos hecho el prototipo, y es mucho más compacto que un equipo tradicional.