radioterapia

En el núcleo de cada célula, el ADN se enrolla formando una doble hélice, pero a veces forma bucles y nudos. Uno de esos nudos es el G-cuádruplex: cuatro hebras de ADN se apilan formando un cuadrado, como las cartas de una baraja. En las células tumorales hay más nudos de este tipo que en las sanas, porque su ADN se reorganiza sin parar. Si se atascan esos nudos, la célula no puede copiar sus genes y muere.

Dos orquestas distintas tocan la misma partitura de daño, pero los directores son diferentes: una se detiene antes de la división, la otra antes de la duplicación del ADN. El cáncer de cavidad oral y el de mama reciben el mismo golpe de neutrones, pero responden como si escucharan a directores distintos. Una línea celular se congela en el umbral de la división; la otra, en el umbral de la copia del material genético.

En una habitación oscura se puede sostener una esfera luminosa sin tocarla: las paredes de rayos la empujan, pero no la queman. Así, más o menos, funciona la trampa que se construyó en Río de Janeiro para células de levadura. Unas pinzas ópticas normales, es decir, un rayo láser enfocado, actúan como tenazas de luz, pero esa misma luz atraviesa la célula de parte a parte.

En un hígado fibrótico ocurre algo parecido a lo que sucede en una ciudad tras un asedio prolongado: surgen barrios donde la vida se ha detenido. En lugar de células que trabajan hay tejido cicatricial, y dentro de él se esconden macrófagos senescentes.

Tras una explosión nuclear, el hollín se eleva al cielo. Se asienta muy por encima de las nubes, en la estratosfera, y permanece allí durante años. Este hollín actúa como una cortina densa: retiene parte de los rayos solares y altera parte de la química del cielo.

Una esponja regada lentamente con una regadera se empapa por completo. Pero si le arrojas de golpe el mismo cubo de agua, el centro se moja y los bordes quedan casi secos. Así se comporta un material que absorbe energía de forma no lineal: cuanto más intenso es el flujo, más se queda atrapado en el punto de impacto. En este nuevo trabajo, esa imagen se convierte en un modelo mínimo.

Una imagen obtenida con una dosis baja de rayos X se parece a mirar a través de un vidrio empañado: los contornos están, pero los detalles se ahogan en una neblina turbia. Los médicos necesitan este tipo de imágenes durante la radioterapia para apuntar el haz con precisión al tumor y no dañar los tejidos sanos.

La radioterapia es un golpe dirigido contra el tumor, pero cada disparo debe calibrarse al milímetro y a la fracción de segundo. El problema es que los dosímetros existentes son voluminosos, distorsionan el haz o requieren pausas para la lectura.

El Sol es una caldera gigante donde la luz se abre paso a través de una espesa capa de materia incandescente. En su camino hacia la superficie, los fotones (partículas de luz) chocan constantemente con los átomos y pierden energía. La medida en que la materia retiene la luz se denomina «opacidad», y de ella depende la rapidez con que el calor escapa hacia el exterior.

Un flash fotográfico que se dispara en una milésima de segundo no calienta el objeto, a diferencia de uno normal que dura un segundo entero. En radioterapia se descubrió un truco similar: cuando la dosis de radiación se administra en milisegundos en lugar de minutos, los tejidos sanos sufren menos.

Los genes son como casas en una ciudad: en algunas hierve la vida, en otras reina el silencio. Este 'paisaje' genético urbano fue analizado en mil mujeres con cáncer de mama.

Cuando los biólogos miden la actividad de miles de genes, normalmente solo ven una lista de correlaciones, como dos ingredientes en una sopa que suelen aparecer juntos. El método estándar busca ese tipo de pares, pero no muestra quién influye sobre quién.

Un secador de pelo potente que no sopla aire caliente, sino plasma incandescente: así son los túneles aerodinámicos de plasma. Se utilizan para probar en la Tierra cómo una nave espacial entrará en la atmósfera.

Cuando se necesita ver el cerebro por dentro, normalmente se coloca a la persona en un tubo estrecho de resonancia magnética o se irradia con rayos X. Ambos métodos son caros, voluminosos y no siempre están disponibles.

En un automóvil, la dirección, los frenos y el acelerador fallan gradualmente. Al principio aún se puede esquivar un bache, pero cada año la maniobra exige más esfuerzo. Llega un momento en que incluso una carretera perfecta se vuelve insuperable: el coche ya no obedece al conductor.

Un parque acuático con muchas piscinas conectadas por pasadizos estrechos. Los visitantes —moléculas de agua— chapotean dentro de cada piscina, pero de vez en cuando se trasladan a la contigua. En un tumor cerebral, esos "pasadizos" son canales proteicos en las membranas de las células. De su cantidad depende la rapidez con la que el agua se mueve entre las células.

La terapia de protones convencional se asemeja a un proyectil preciso pero ligero: alcanza el tumor con exactitud, pero no siempre causa el daño suficiente. La razón es que los protones tienen un bajo 'poder de destrucción' (efecto biológico), y algunos tumores logran reparar las roturas del ADN que reciben.

La radioterapia ataca el tumor, pero los tejidos sanos también sufren. La terapia flash consiste en irradiar en una fracción de segundo y, sorprendentemente, protege las células sanas sin reducir el impacto sobre el cáncer. Aún no está claro cómo funciona exactamente, pero los autores decidieron comprobar si esta protección depende de la organización del propio órgano.

Una manguera de jardín lanza un chorro fino y potente. Si la mueves sobre el terreno, puedes regar todo el huerto sin mojar los caminos. Algo así funciona el nuevo enfoque para tratar tumores profundos: en lugar de un haz ancho de radiación, se toma un haz estrecho de electrones acelerados casi a la velocidad de la luz y se escanea el tumor con él, como con un chorro de agua.

La bombilla se enciende solo en la habitación adecuada. Así funcionan aproximadamente los fármacos fotoactivables: se "encienden" únicamente donde se dirige la luz y no tocan el resto del organismo. Esto es especialmente importante en el tratamiento del cáncer: la quimioterapia convencional golpea a todas las células en división por igual, causando graves efectos secundarios.

Un tumor de lengua es como un desconocido entre la multitud. Por fuera todos parecen casi iguales, pero bajo la superficie se esconden personalidades muy diferentes. Algunos tumores se comportan de forma agresiva, otros crecen lentamente. A los médicos les importa saber con quién tratan antes de la operación. Normalmente, para eso se toma un trozo de tejido: una biopsia.

Cuando la materia se calienta a millones de grados, se convierte en plasma: una mezcla de electrones libres e iones, similar a una sopa hirviendo de partículas cargadas. No se puede mirar dentro de esa «sopa» con un termómetro común, pero se puede iluminar con rayos X.

Dos especialistas observan la misma imagen de una mama. Uno es un médico experimentado; el otro, un programa de inteligencia artificial. A veces sus opiniones coinciden, a veces divergen. De la frecuencia con la que se ponen de acuerdo depende la precisión con la que, juntos, distinguen el tejido sano del tumor.

Cuando un haz de iones de carbono entra en el cuerpo, no libera su energía de inmediato, sino al final de su recorrido, como un corredor que se esfuerza al máximo en la recta final. Los médicos necesitan conocer el punto exacto de esa meta para no dañar tejidos sanos. Pero, ¿cómo mirar dentro del cuerpo sin hacer una incisión?

Cuando un médico irradia un tumor, intenta no afectar los órganos sanos cercanos. Antes se solían administrar muchas dosis pequeñas de radiación, como regar el césped con una regadera de agujeros finos. Ahora se usa cada vez más la hipofraccionación: menos sesiones, pero dosis más grandes, como con una manguera de alta presión. La cuestión es cómo saber si no se han secado los macizos vecinos.

La radioterapia del cáncer de próstata exige calcular con precisión la dosis de radiación en cada punto del cuerpo. El método clásico de Monte Carlo simula millones de partículas y tarda horas, pero para adaptar el plan a los cambios anatómicos diarios se necesitan segundos.

El isótopo radiactivo terbio-149 funciona como una pequeña bomba autoguiada: se adhiere a las células cancerosas y explota con partículas alfa que destruyen el tumor desde adentro, casi sin dañar los tejidos sanos. Pero esta bomba tiene una particularidad: también emite positrones, y esa luz puede capturarse con una cámara especial.

La PET/TAC es como un mapa del terreno donde las células cancerosas brillan como puntos luminosos. Pero, ¿y si el mapa está vacío y la enfermedad sigue escondida en algún lugar?

Dos ciudades: una con calles rectas y ordenadas, la otra con callejones laberínticos. Si por ambas se hace pasar un potente chorro de agua, en la primera el agua se escurrirá rápido por los canales, mientras que en la segunda inundará todo a su alrededor. Algo así ocurre con los tejidos durante la radioterapia ultrarrápida, conocida como FLASH.

El haz de iones de carbono golpea con precisión el tumor, como un cirujano que solo ve hasta la piel. Dentro del cuerpo, el haz se detiene, y dónde exactamente era antes un misterio. Ahora, al mismo haz se le añade helio: atraviesa el cuerpo por completo, como una radiografía, y por su rastro se ve a dónde llegó el carbono.

Un rayo cae sobre un hormiguero. Algunas hormigas mueren al instante, otras quedan aturdidas y, al cabo de unos días, las supervivientes empiezan a reconstruir los túneles.

Cuando se irradia un tumor en la cabeza o el cuello, los rayos también atraviesan tejidos sanos. A veces, el hueso de la mandíbula comienza a necrosarse después de esto, una complicación grave llamada osteorradionecrosis. La cuestión no es si ocurre, sino cuánto aumenta el riesgo la dosis de radiación por sí misma.

Los marcadores radiactivos son como un mensajero con una baliza: lo introduces en el cuerpo y él ilumina el órgano deseado en la imagen. Pero ese mensajero tiene reglas estrictas: no se puede enviar con frecuencia, se 'cansa' rápido y cuesta caro. Los médicos llevan tiempo soñando con una forma de ver el órgano sin radiación.

Tratar el cáncer con un haz de protones es como disparar con arco: hay que dar en el blanco sin tocar nada alrededor. Los protones liberan su energía al final de su recorrido, por lo que los tejidos sanos apenas sufren. Pero para que el disparo sea seguro, cada plan de tratamiento se comprueba de antemano: se mide la dosis que recibirá el tumor y lo que les tocará a los órganos vecinos.

Una célula alcanzada por un haz de protones se parece a una ciudad tras un bombardeo selectivo: en algunos lugares hay manzanas enteras destruidas, y en otros solo cristales rotos. Que la ciudad sobreviva depende de qué edificios concretos hayan sido afectados y de cómo se distribuyeron los impactos.

Encender un miniatura sol es un viejo sueño de la humanidad. Generalmente, los científicos intentan confinar plasma incandescente (gas de partículas cargadas) a temperaturas de cientos de millones de grados.

Dentro de un gran acelerador de partículas reina una lluvia invisible de rayos gamma, como si dejáramos una hebra de vidrio bajo una máquina de rayos X encendida durante años. La electrónica convencional falla rápidamente allí, y los datos del detector deben transmitirse al exterior de alguna manera.

El glioblastoma, un tumor cerebral, es traicionero: en algunos pacientes el fármaco temozolomida funciona, en otros casi no. La diferencia a menudo reside en una pequeña región del ADN: el gen MGMT. Si esta región está químicamente "apagada" (metilada), el tumor repara peor sus células y el fármaco actúa con mayor precisión.

Cada célula es un diapasón en miniatura. Un fuerte pulso magnético la hace "sonar", y la atenuación de ese sonido depende de lo que hay dentro: viscosidad, densidad, composición. Un diminuto diamante con un defecto en su estructura funciona como un micrófono ultrasensible, captando los ecos magnéticos de células individuales.