La terapia de protones puede administrar distribuciones de dosis altamente conformes a un objetivo tumoral mientras minimiza la dosis a los tejidos fuera del volumen objetivo. La creación de planes de tratamiento que se den cuenta de esta fortaleza es una de las principales prioridades para los dosimetristas y los físicos médicos.
Los protones depositan dosis de una manera fundamentalmente diferente a los rayos X, otro tipo de radioterapia de haz externo. Cuando un protón llega al final de su trayectoria, aumenta la velocidad a la que se transfiere su energía al tejido, su transferencia de energía lineal (LET), expresada en keV/µm.
La efectividad biológica relativa (RBE) captura las implicaciones biológicas del aumento de LET, y a menudo se aplica un valor RBE fijo de 1.1 para los tratamientos clínicos con protones. Pero la RBE de protones depende de muchos otros factores, incluidos los criterios de valoración clínicos, el tipo de tejido, el esquema de fraccionamiento, la radiosensibilidad específica del paciente, la dosis física y las incertidumbres en las mediciones experimentales. Como resultado, el uso de un valor de RBE fijo en la terapia de protones probablemente subestima el RBE en ubicaciones de alta LET, lo que podría resultar en un mayor riesgo de toxicidad inducida por radiación.
Aún así, LET está fuertemente correlacionado con RBE y es un factor clave para determinar RBE variable en la terapia de protones. Como tal, los investigadores están investigando enfoques para calcular y evaluar LET durante la planificación del tratamiento. Sin embargo, estas herramientas de planificación de tratamientos biológicos son limitadas y, hasta que se desarrollen y estudien más a fondo, las clínicas deben identificar sus propias prácticas de planificación de tratamientos para minimizar el LET fuera de los volúmenes objetivo, dice austin peleó, físico médico en Hospital de Investigación Infantil St Jude en Tennessee
"Cómo influir en la [distribución LET] es un área activa de investigación, y hay algunos métodos excelentes en desarrollo", explica Faught. “El problema al que nos enfrentamos es que no están fácilmente disponibles sin un software personalizado desarrollado internamente o a través de versiones especiales de investigación de aplicaciones proporcionadas por proveedores… [y hay] pocos estudios que brinden una guía cuantitativa sobre lo que debemos buscar”.
Estrategias de planificación del tratamiento
En un paso hacia la evaluación y optimización del plan basado en LET para la terapia de fotones, Faught y su equipo realizaron una encuesta de estrategias de planificación que están comercialmente disponibles para los equipos clínicos para la terapia de protones de intensidad modulada (IMPT). Su estudio, publicado en el Revista de Física Médica Clínica Aplicada, presenta una guía para los planificadores de tratamientos de terapia de protones. “Queríamos analizar algunas técnicas de planificación de tratamientos fácilmente disponibles y cómo pueden afectar el LET”, explica Faught.
Los investigadores evaluaron las diferencias en la LET ponderada por dosis (LETd) entre ocho enfoques de planificación de tratamiento basados en el futuro aplicados a un fantasma de agua cilíndrico y cuatro casos de tumores cerebrales pediátricos (Faught señala que las toxicidades inducidas por radiación son un área de enfoque para el equipo). Compararon estas estrategias de planificación con un plan que utiliza haces laterales opuestos (para el fantasma) o con el plan clínico original (para pacientes), utilizando cálculos secundarios de Monte Carlo para evaluar tanto la dosis como la LET.d.
Los investigadores encontraron que la geometría del campo de tratamiento fue el factor que más contribuyó a la ubicación de las áreas de alta LET. Para mitigar el impacto potencial de las incertidumbres biológicas asociadas con un LET altod, sugieren que los planificadores de tratamiento utilicen grandes ángulos de intersección entre las vigas de tratamiento y eviten las vigas que se detienen inmediatamente próximas a las estructuras críticas.
"Esta es una gran noticia, ya que significa que la selección cuidadosa de la cantidad de campos de tratamiento y su orientación con respecto a los tejidos sanos cercanos puede ser eficaz", dice Faught. “Con un pensamiento consciente y por adelantado, eso es algo que todos los planificadores de tratamientos pueden tener en cuenta durante el proceso de planificación”.
Los investigadores también encontraron que el uso de un cambiador de rango redujo significativamente el LET mediod en el volumen objetivo clínico. Como resultado, recomiendan usar cambiadores de rango y estrategias alternativas de restricciones de ubicación puntual con moderación, y solo cuando las clínicas puedan calcular el LET resultante.d para evaluar frente a estrategias de planificación alternativas.
Debido al pequeño tamaño de la muestra del estudio, los investigadores no pudieron establecer una tendencia clara en LETd variaciones en los casos clínicos. No evaluaron la relación entre los cambios en LET y un cambio en la probabilidad de control del tumor o complicaciones del tejido normal.
Los planes basados en LET optimizan la terapia de protones
Si bien los efectos de cada enfoque de planificación en las regiones con alto LET fueron modestos, Faught dice que es importante reconocer que las estrategias y recomendaciones de planificación del tratamiento del equipo están basadas en evidencia y pueden incorporarse fácilmente a la práctica clínica.
“Espero que una de las conclusiones sea que nosotros, como campo, nos beneficiaríamos de las herramientas comerciales que permiten el cálculo de LET dentro del sistema de planificación del tratamiento. Aún mejor, nos encantaría tener formas de optimizar con LET en mente. Este estudio fue un buen puente hasta que esas herramientas estén más ampliamente disponibles”, dice Faught.
