Radiación para la salud: dentro de un acelerador de partículas

El último día 1 llegué al Hospital das Clínicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo (HC-FMUSP) emocionada de conocer personalmente al Ciclotrón. O acelerador de partículas suministra moléculas radiactivas para diagnóstico en el Sistema Único de Salud (SUS).

Justo al comienzo de la visita, mi primera sorpresa: en la búsqueda del lugar adecuado, nadie podía decirme dónde estaba CinRad – Centro Integrado de Producción Radiofarmacéutica. Comprensible, después de todo, HC es el complejo hospitalario más grande de América Latina. Una ciudad real, con joyas desconocidas por los propios empleados.

CinRad está ubicado en el primer edificio en trabajar con medicina Nuclear del país Desde 1958, en esas pocas plantas se han realizado los más variados tipos de exámenes y tratamientos: radioterapia, radiografías, tomografías, etc.

La sala donde nos recibieron alberga incluso un museo, con equipos antiguos e imágenes históricas.

medicina Nuclear

La medicina nuclear, vale la pena explicar, utiliza moléculas radiactivas [que produzem um tipo específico de energia] para analizar el estado de los órganos o incluso realizar tratamientos. Esta energía se emite porque algunas moléculas tienen átomos inestables en su estructura.

Solo para recordar: toda la materia (incluidos nosotros) está formada por átomos, los cuales, a su vez, están compuestos por diminutas partículas, con diferentes cargas magnéticas.

Los átomos inestables son, por así decirlo, desordenados. Para volverse más estables, liberan energía. [radioativa] hasta que estén «tranquilos» de nuevo. Este proceso se denomina decaimiento y puede durar minutos, días o años, según el tipo de radiación emitida y el elemento en cuestión.

Hay varias posibilidades de uso. Un haz de radiación de baja intensidad atraviesa el cuerpo para hacer una Tomografía computarizada, marcando con sombra las zonas por donde pasa con mayor o menor dificultad. Se usa radiación más fuerte y diferente para «quemar» una célula maligna.

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Para obtener las moléculas radiactivas, el aceleradores de partículas bombardean los átomos con partículas (alfa, beta, protón, neutrón, etc.) para que estos átomos estables sufran un proceso de transmutación y se conviertan en átomos radiactivos de otros elementos químicos.

Como ya hemos explicado aquí en el blog, algunos tipos de aceleradores permiten, por ejemplo, el estudio de microorganismos a nivel atómico para mejorar el tratamiento de enfermedades.

El ciclotrón, que descubrí en CinRad, produce moléculas que se inyectan en el paciente y marcan células específicas del cuerpo para pruebas como la TEP-TC. En ella, la tomografía ve las células marcadas por radiación.

Para entender cómo sucede esto, tomemos como ejemplo la 18F-Fluordesoxiglucosa, o 18F-FDG, para facilitar. El radiofármaco, fruto de la unión entre flúor radiactivo y glucosa, consigue conectarse a células que utilizan la glucosa como fuente de energía, como es el caso de tumores de pulmón, linfomas y otro tipo de cáncer.

Al pasar por la tomografía, la energía emitida por la 18F-FDG es percibida por la máquina y se resaltan los tumores.

¿Cómo funciona el acelerador de partículas Cyclotron?

Durante la visita, los demás periodistas y yo entramos en un vestuario y salimos a las entrañas del laboratorio de CinRad debidamente equipados con ropa protectora. Y con un medidor de radiación colgando de su cuello, que nunca sonaba.

Sellado en una habitación tipo búnker con paredes de seis pies de espesor y una puerta que pesa más de 200 toneladas, el Ciclotrón es una versión en miniatura de los grandes aceleradores de partículas, como el LHC, que está en Suiza, y el brasileño Sirioutilizado para producir luz de sincrotrón.

Básicamente, como explicamos, su objetivo es desorganizar moléculas que ya existen en la naturaleza para que se vuelvan radiactivas. Quien contó esta historia fue el físico Rubens Abe, que conduce el Ciclotrón y está en la USP desde 1971.

Para ello, moléculas llamadas objetivo se introducen en la máquina en forma líquida, sólida o gaseosa. Allí, entran en contacto con iones negativos. [um tipo de partícula subatômica] de hidrógeno, que se aceleran en una bobina de forma circular para generar un haz de protones [outra partícula] que desestabiliza la estructura del objetivo en cuestión.

Tomando 18F-FDG como ejemplo nuevamente, el flúor radiactivo se produce en el ciclotrón apuntando a un tipo especial de oxígeno. Tras el paso del haz de protones, este oxígeno sufre una reacción en su núcleo y se transforma en flúor. A partir de entonces, tiene una vida media de 120 minutos, tiempo para que su energía comience a decaer.

O isótopo radiactivo formado en el acelerador es recolectado y enviado a otras máquinas, que realizan la síntesis entre él y la molécula en cuestión. El resultado es un líquido que se inyecta en la vena del paciente, que debe enviarse rápidamente a las instituciones a las que sirve CinRad.

Cada dosis se transporta en pesadas cápsulas de tungsteno o plomo, que pueden pesar hasta 20 kilos y evitar cualquier fuga de radiación.

Se almacenan en una caja fuerte, cuya contraseña solo se libera después de las pruebas de calidad, que se realizan en el propio CinRad mientras el producto viaja a su destino.

Tecnología para la salud pública

El Ciclotrón, en funcionamiento desde 2010, es el resultado de un Asociación público-privada con el Hospital Sírio Libanês, que donó el equipamiento. “Es el único centro académico del país que produce radiofármacos para la asistencia y la investigación”, comenta el médico especialista en medicina nuclear Carlos Alberto Buchpiguel, profesor de la USP que me presentó a CinRad ya otros periodistas.

Hoy, el sistema fabrica cinco compuestos aprobados por Anvisa y ya distribuyó más de 50 mil dosis de ellos. Sus buenas prácticas han sido reconocidas por organismos internacionales como la Agencia Internacional de Energía Atómica.

Además del PET-CT más clásico, gracias a él es posible realizar tipos de exámenes que actualmente no están cubiertos por el Sistema Único de Salud (SUS), como el PET-CT PSMApara evaluar las metástasis de la cáncer de próstatay la prueba conocida como PET amiloideque busca placas en el cerebro relacionadas con alzhéimer

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“Más de 6.000 usuarios del SUS pudieron realizar exámenes a los que normalmente no tendrían acceso”, destaca Buchpigel. Hoy, CinRad atiende instituciones cercanas, como el Instituto del Corazón (InCor) y el Instituto de Radiología (InRad), en el propio complejo HC, y el Instituto del Cáncer del Estado de São Paulo (Icesp).

La idea es aprovechar Saber cómo para ampliar la producción. “Podemos convertirnos en una referencia para toda la red de hospitales públicos del estado de São Paulo”, dice el médico. A pesar de la vida útil generalmente corta de los radiofármacos, algunos logran viajar en un radio de 500 km.

CinRad también está investigando nuevas moléculas que pueden ayudar en el diagnóstico de problemas psiquiátricos, neurológicos y cardíacos. De ahí ya han salido más de 180 artículos científicos, además de soluciones para facilitar la producción de compuestos cuya demanda es alta.

Para tener una idea, el pequeño equipo de CinRad, compuesto por 13 personas, desarrolló su propia metodología para producir galio, un mineral que forma parte del PSMA y otros exámenes, a partir de una moneda de zinc.

Finalmente, la estructura de CinRad también se puede utilizar para un área prometedora de la medicina, la teranóstica: la idea de localizar y, al mismo tiempo, destruir un tumor. Las negociaciones para recaudar fondos y alianzas para esto ya han comenzado.