La antimateria es eficaz contra el cáncer

El cáncer, segunda causa de mortalidad en el mundo después de las enfermedades coronarias, podría encontrar un tratamiento muy efectivo en la llamada antimateria.

La antimateria es la contraparte de la materia. Su existencia confirma la teoría de la simetría universal de la física, que dice que cada elemento del universo tiene su contraparte, o sea, materia-antimateria.

La antimateria está compuesta de antipartículas de las partículas que constituyen la materia normal y científicos europeos han descubierto ahora cómo utilizar una parte de estas antipartículas, los antiprotones, para curar una enfermedad tan devastadora como el cáncer.

Para luchar contra el cáncer ya se utilizan los protones, que destruyen células cancerosas, gracias a una técnica denominada protonterapia. Se trata de una rama de la medicina nuclear, aplicada en el tratamiento de tumores malignos desde la década de los años 50 del siglo XX.

Esta terapia consiste en que los protones, núcleos de los átomos de hidrógeno que poseen una gran carga energética, atraviesen la piel y tejidos hasta llegar al tumor, donde destruyen las células cancerosas sin apenas causar daño a los tejidos sanos.

Asimismo, la protonterapia permite dirigir con gran exactitud la dosis de radiación, haciendo que la máxima potencia se establezca al final, al contrario que en otras radioterapias.

Mayor efectividad

Ahora entran en juego la contraparte de los protones: los antiprotones, que en análisis realizados por un equipo de investigadores del CERN han demostrado ser cuatro veces más eficientes que los protones en las terapias de irradiación celular.

El CERN, Organización Europea para la Investigación Nuclear y el mayor centro de estudio de partículas del mundo, señala en un comunicado que el llamado experimento ACE (Antiproton Cell Experiment) es pionero y podría tener aplicaciones futuras en la terapia contra el cáncer. ACE se puso en marcha en 2003 y constituye la primera investigación realizada acerca de los efectos biológicos de los antiprotones.

Los resultados de este experimento demostraron que los antiprotones son cuatro veces más efectivos que los protones en su capacidad de acabar con las células enfermas, por lo que suponen un verdadero descubrimiento realizado gracias a la colaboración de un equipo de expertos en las áreas de la física, la biología y la medicina procedentes de 10 institutos de todo el mundo.

Menos peligro para los tejidos sanos

Las terapias actuales de radiación utilizan protones para destruir células, por lo que el experimento de ACE se centró en comparar la efectividad de estas partículas subatómicas con la de los antiprotones.

Con el fin de simular un corte transversal de tejido dentro de un cuerpo, se suspendieron en gelatina unos tubos rellenos de células de hámster, sobre las que los investigadores hicieron incidir un haz de protones y otro de antiprotones en un campo de acción de dos centímetros de profundidad hacia dentro del tubo y desde uno de sus extremos. Luego se evaluó el porcentaje de células supervivientes tras la radiación a lo largo del camino que había seguido el haz de partículas y antipartículas.

Los resultados demostraron que los antiprotones eran cuatro veces más efectivos que los protones. Al inicio de la incidencia del rayo de protones y del de antiprotones, éstos eran más o menos igual de efectivos. Sin embargo, en la parte final del camino recorrido por las partículas y antipartículas, el daño celular efectuado por los antiprotones había sido cuatro veces mayor.

Eso significa que, para dañar de igual forma a las células, se necesita cuatro veces menos de radiación con los antiprotones que con los protones, lo que protege a los tejidos sanos. Dado que el antiprotón puede preservar dichos tejidos y al mismo tiempo dañar áreas específicas, este tipo de haz o radiación de antimateria resulta de gran valor en el tratamiento de cánceres recurrentes, en los que resulta vital conservar sanos el resto de los tejidos.

Los antiprotones son antimateria y deben producirse en pequeñas cantidades en laboratorio, con la ayuda de un acelerador de partículas. Cuando las partículas de materia y de antimateria se encuentran, se destruyen entre sí, transformando su masa en energía.

Acelerador de partículas

El experimento utiliza esta propiedad, puesto que los antiprotones se aniquilan con una parte de los núcleos atómicos de las células tumorales. La energía liberada en esta aniquilación es proyectada hacia las células cancerígenas adyacentes, provocando su destrucción.

Para la investigación ha sido por tanto crucial el CERN, porque es el único lugar del mundo donde un haz de antiprotones de energía suficientemente baja y de alta calidad está disponible. Sin acceso a la tecnología necesaria el experimento no habría sido posible.

Los investigadores trabajan ahora en nuevas pruebas para irradiar células situadas a mayor profundidad (a unos 15 centímetros de la superficie), así como en experimentos para comparar la efectividad de los antiprotones con otra forma de tratamiento que aplica iones de carbono.

Más adelante, también se harán pruebas para comprobar la efectividad y aplicabilidad de los antiprotones en la terapia contra el cáncer, asegurando que se dañen lo menos posible los tejidos sanos en comparación con otros métodos.

Si todo va como se espera, la primera aplicación clínica podría darse en una década. La presente investigación ha sido realizada por los científicos Michael Holzscheiter, Niels Bassler y Helge Knudsen entre otros. Los resultados de esta investigación han sido publicados por la revista especializada Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology.

Otras aplicaciones

La antimateria viene siendo objeto de investigación científica con la vista puesta en sus posibles aplicaciones. Además de las nuevas terapias contra el cáncer, la antimateria permite asimismo nuevos métodos de análisis de imágenes mucho mejores que los del TAC (tomografía axial computadorizada), resonancia magnética, etc.

El uso de antiprotones en forma de proyectiles dirigidos a lugares específicos del cuerpo (tumores) permite que, al destruirse en su punto de destino, con cargas positivas allí existentes, se originen rayos gamma y piones que salen del cuerpo, se detectan y producen las correspondientes imágenes de la región del cuerpo estudiada.

Esta energía liberada puede también destruir un tumor, tal como han comprobado en el CERN. Con esta técnica, incluso si la producción actual diaria de antiprotones es limitada, sería suficiente, cuando se fabriquen los equipos correspondientes, para estudiar a varios millares de pacientes o para tratar varias docenas de tumores cancerosos.

Con respecto a otras posibles aplicaciones de la antimateria, se investiga una tecnología de producción y almacenado de antihidrógeno. Existen diseños de los posibles vehículos espaciales propulsados con antiprotones, que contarían con un recipiente de un peso total de 330 kilos, conteniendo unos pocos kilos de antiprotones, que se irían mezclando con los protones del gas hidrógeno recluido en otro recipiente mayor.

En este supuesto, sería posible reducir hasta la décima parte del volumen relativo de combustible necesario en relación con los combustibles sólidos actuales. Al respecto se calcula que la velocidad de despegue se duplicaá e incluso triplicará con esta tecnología y se podrían realizar diferentes misiones espaciales con el mismo vehículo.