La radiación ionizante es una de las herramientas más antiguas y utilizadas en el tratamiento del cáncer, aplicada en aproximadamente la mitad de los casos nuevos. Históricamente, la radioterapia se administró en pequeñas dosis diarias de 2 Gray durante varias semanas. Sin embargo, la oncología clínica ha avanzado de manera progresiva hacia esquemas alternativos con dosis mucho más altas por sesión, aplicadas en un período muy breve, como la radiocirugía estereotáctica (SRS) y la radioterapia corporal estereotáctica (SBRT).
En este tipo de modalidades, se aplica una fracción dosis muy elevada, que puede superar los 10 Gray, en un solo día o en unas pocas jornadas. El principal problema para maximizar el éxito de la SRS y la SBRT radica en la dificultad de predecir la efectividad real para eliminar las células cancerosas. El modelo matemático tradicionalmente empleado para realizar esta estimación, conocido como modelo lineal-cuadrático (LQ), pierde precisión cuando la dosis aplicada por sesión es muy alta.
El obstáculo de las fases del ciclo celular
A la falta de precisión matemática se suma un desafío biológico: la sensibilidad a la radiación varía según la fase del ciclo en la que se encuentre la célula. En los tratamientos convencionales de varias semanas, el proceso genera de forma natural que las células sean alcanzadas en sus fases más sensibles en distintos días, un fenómeno denominado redistribución. Al aplicarse en una o pocas jornadas, las técnicas SRS y SBRT pierden el beneficio de este efecto.
Frente a esta limitación, un trabajo publicado en la revista científica BIOMATH, editada por la Academia de Ciencias de Bulgaria, propone un avance significativo. La investigación fue realizada por la doctora Lydia Bilinsky, bióloga matemática con paso por la Universidad de Duke y la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA), y actualmente investigadora en el Instituto Ronin para la Investigación Independiente 2.0.
Precisión en dosis altas
La formulación desarrollada por la investigadora introduce una nueva ecuación de dosis-supervivencia capaz de predecir la respuesta celular en todo el espectro de dosis utilizadas en la práctica clínica, incluyendo los valores elevados característicos de la SRS y la SBRT.
El modelo permite visibilizar la relación de dosis y supervivencia que rige de manera diferenciada sobre las células en sus fases más sensibles y en las más resistentes. Al integrar estos comportamientos en un promedio ponderado de la población celular, la nueva ecuación ofrece un marco más preciso para evaluar el impacto de la radioterapia de alta dosis.