RADIOBIOLOGÍA Elke Pastor Pastor Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas Dr. Eduardo...

RADIOBIOLOGÍAElke Pastor Pastor

Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas

Dr. Eduardo Cáceres GrazzianiLima - Perú

Hugo MarsigliaJefe de la Unidad de Patología Mamaria

Instituto Gustave RoussyParís - Francia

Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA6/058 Tema 4 : Radiobiología E. Pastor, H. Marsiglia 1 2008-10

LA RADIOBIOLOGÍA

EN LA RADIOTERAPIA


PATOLOGÍA TRATADA CON RADIOTERAPIA Tumoral

BenignaTumoral Maligna (invasiva y metastásica)

No Tumoral


OBJETIVO DE LA RADIOTERAPIA

Entregar la dosis necesaria para tratar la lesión

No dañar estructuras sanas durante el tratamiento


OBJETIVO DE LA RADIOTERAPIA

Control Tumoral Máximo

Daño Colateral Mínimo


Volumen Blanco

Isodosis deReferencia

D = D r e fD = 0

DOSIMETRÍA IDEAL


DOSIMETRÍA REAL

D > D r e f

Volumen Blanco

Estructura Crítica

D = D r e f

D < D r e f


CASOS REALES

Radioterapia Externa (próstata)

Braquiterapia (cervix)


TRATAMIENTO CON RADIOTERAPIA

• La probabilidad de control de un tumor aumenta con la dosis de radiación pero también aumenta la posibilidad de daño por radiación del tejido normal.

• La tasa de control tumoral depende de la tolerancia del tejido normal


CÉLULAS MALIGNAS

• Frecuentemente son “inmortales” ó al menos tienen la posibilidad de dividirse muchas mas veces que células normales• Usualmente crecen mas rápido que las células del tejido original• Fallan en la relación célula a célula, por lo cual invaden y generan metástasis


La transformación puede generarse por una mutación que activa un oncogen o por la pérdida de función de un gen supresor de tumores

Gen: unidad de herencia, partícula de material genético que determina la herencia de una característica determinada, o de un grupo de ellas.

CÉLULAS MALIGNAS


TIEMPO DE DUPLICACIÓN TUMORAL

Metástasis de linfoma en pulmón 27 días Metástasis de mama en pulmón 74 días Metástasis de colon en pulmón 95 díasAdenocarcinoma de pulmón 148 díasTumor de colon 632 días

Steel 1977


DISTRIBUCIÓN DE TD EN 159 MTTS. PULMONARES

Steel 1977Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA6/058 Tema 4 : Radiobiología E. Pastor, H. Marsiglia 13 2008-10

CRECIMIENTO TUMORAL

Modelo de “corteza constante”


“plato”“plato”

Zona de necrosis

CRECIMIENTO TUMORAL


CRECIMIENTO NO - EXPONENCIAL

Causado por tres factores:

- incremento del tiempo del ciclo celular- disminución de las fracción de crecimiento- incremento de la perdida celular


MODELO DE GOMPERTZ

V(t) = V0 exp ( A (1 – e –a (t-to) ))

t : tiempoA y a : parámetros de crecimiento


TOLERANCIA DEL TEJIDO NORMAL

Puede definirse en relación a un objetivo clínico.

Por ejemplo:

50% de descamación húmeda de la piel

5% de neumonitis en pulmón

La tolerancia clínica depende de la situación médica del paciente, de la medicación y fundamentalmente del volumen de tratamiento


EFECTOS DE LA RADIACIÓNEN TEJIDO NORMAL

• Agudos

• Tardíos


Tejidos Normales con Reacciones Agudas

- Tejidos con rápida proliferación

- Dependen fuertemente del tiempo total de tratamiento

- Dependen poco del tamaño de la fracción

Tejidos Normales con Reacciones Tardías

- Tejidos no proliferativos o de lenta proliferación

- No dependen del tiempo total de tratamiento

- Dependen fuertemente del tamaño de la fracción



Tejidos Normales con Reacciones Agudas - Piel- Tracto gastrointestinal- Mucosa oral Tejidos Normales con Reacciones Tardías - Sistema nervioso central- Pulmón- Riñón- Hígado



TOLERANCIA DE TEJIDOS NORMALES

Tejido Síntoma Riesgo Dosis (Gy)

Piel descamación 50% 55-60

fibrosis 50% 60-65

Mucosa Oral mucositis 50% 65-70

Intestino fibrosis 5% 50

Cerebro necrosis 5% 50

Nervios desmielinización 5% 65

Pulmón neumonitis 5% 20

Dosis administrada en fracciones de 2 Gy


MUCOSA ORAL

Uno de los esquemas utilizados en Ca. de cabeza y cuello es : 5 fracciones 2 Gy por semana hasta 68-70 Gy en 7 semanas: esto induce mucositis confluente en un numero importante de pacientes.


TRACTO GASTROINTESTINAL

Como en el caso de la piel y en la mucosa oral se puede ver complicaciones tempranas y tardías.

Con una dosis total de 50-54 Gy a 2 Gy/día, las reacciones tempranas son reacciones pasajeras, que desaparecen con la interrupción del tratamiento por pocos días.

Menos simples son la daños crónicos que pueden sobrevenir como resultado de lesiones agudas severas persistentes o bien ser de aparición tardía.


CEREBRO

Casi siempre son lesiones tardías

A veces dentro de los primeros 6 meses hay desmielinización transitoria.

A veces radionecrosis con tiempos de latencia entre 1-2 años.


CORAZÓN

Tiene una tolerancia intermedia entre riñón/pulmón y SNC.

El daño radioinducido mas común es la Pericarditis (entre 6 meses y 2 años).

Cardiomiopatía se desarrolla entre 10-20 años

Entre 15-20 % de pacientes tratados por Hodkin que reciben entre 30-36 Gy tienen disfunción cardiaca (fibrosis intersticial difusa)


HIGADO

Tiene una radiosensibilidad intermedia por debajo del riñón y el pulmón.


EFECTO VOLÚMEN

El volumen de tejido irradiado es un factor determinante de la tolerancia clínica de un órgano.

- Órganos “paralelos”: admiten altas dosis en pequeños volúmenes sin pérdida funcional.- Órganos “series” : pequeños volumenes irradiados pueden generar la pérdida funcional de todo el órgano.


DIFERENTE TIPOS DE TEJIDOS

• Órganos serie (ej. medula) • Órganos Paralelo (ej. pulmón)

Subunidad Funcional (FSU)


Las 4 R de la Radioterapia

• Reparación

• Redistribución

• Repoblación

• Reoxigenación


REPARACIÓN

Recuperación del daño celular por mecanismos

celulares intrínsecos.

Se produce en unas pocas horas después de la

Irradiación.


Efectos en el Ciclo Celular

En la irradiación de una población celular, al ser diferente la sensibilidad en las distintas fases del ciclo, se produce indirectamente un cierto grado de sincronización de la población.

REDISTRIBUCIÓN


CICLO CELULAR


REDISTRIBUCIÓN

Efectos sobre la progresión en el ciclo celular

Las células que sobrevivieron probablemente se encontraban en una fase resistente del ciclo celular y en las próximas horas pasarán a una fase sensible (base de algunos fraccionamientos).


REOXIGENACIÓN

Las células sobrevivientes pueden ser hipóxicas (resistentes) pero luego de la dosis de irradiación pueden oxigenarse y aumentar la radiosensibilidad.


REPOBLACIÓN

Fenómeno homeostático desencadenado por la

muerte celular.

La proliferación aumenta el número de blancos

en un curso prolongado de radioterapia.


LAS 4 R DE LA RADIOTERAPIA

• Reparación• Redistribución• Repoblación• Reoxigenación


LAS 5 R DE LA RADIOTERAPIA

• Reparación• Redistribución• Repoblación• Reoxigenación• Radiosensibilidad


RADIOSENSILIDAD

Característica genética intrínseca de cada tumor, dada por su estirpe celular.


LAS 5 R

• Dos de ellas provocan radioresistencia a una segunda dosis de irradiación:

Reparación y Repoblación

• Dos de ellas aumentan la radiosensibilidad: Redistribución y Reoxigenación

La Radiosensibilidad global depende de las 5 R


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