El fraccionamiento en radioterapia

Cuando veo a un paciente por primera vez en consulta y le explico qué es esto de la radioterapia, una de las dudas que tienen con frecuencia es el tiempo que tendrán que venir. Muchos han visto a su oncólogo y, cuando se trata de tratamientos de quimio-radio concomitantes se encuentran con que al hospital de día (donde les suelen poner la quimioterapia) sólo tienen que ir una vez a la semana y se preguntan si será igual con la radioterapia. 

Pues bien, normalmente, cuando se trata de un fraccionamiento (dosis por sesión de radioterapia) estándar o convencional, lo mínimo que dura el tratamiento no paliativo suele ser unas 5 semanas (25 sesiones diarias de lunes a viernes). Buscando una menor duración de la radioterapia cada vez se está usando más el hipofraccionamiento (menos días que tenga que venir el paciente al servicio de radioterapia a tratarse)

Para entender un poco mejor el fundamento del fraccionamiento en radioterapia he de hablaros de una parte de la radiobiología que intentaré poneros de la forma más comprensible que me sea posible, si bien entiendo que puede resultar muy pesado. Además, aprovecho para recomendaros un blog de física médica que he descubierto hace poco que está francamente bien, se trata de: Desayuno con fotones.

El modelo radiobiológico clásico considera diversos factores de respuesta a la irradiación, que se desencadenan tras el daño al DNA y que se han conocido como las 4 R de la radiobiología (Reparación, Redistribución, Reoxigenación y Repoblación). En este modelo (el modelo lineal cuadrático) la irradiación, bien sea por acción directa o indirecta por radicales libres, causa daños en el ADN que pueden llevar a una aberración cromosómica que produzca finamente la muerte celular. La relación entre ambos componentes de la muerte celular (el directo y el indirecto) se establece con el cociente alfa-beta (α/β). El componente α de esta relación corresponde a la muerte celular directa, es decir el daño provocado a la célula de una vez y que no es posible reparar. El componente β corresponde a la muerte celular indirecta, es decir la célula muere debido a las continuas acumulaciones de daños sub-letales que ya no es posible de reparar. Esto ocurre porque a medida que aumenta la dosis, los mecanismos de reparación se van saturando, entonces la célula se hace incapaz de arreglar las aberraciones.

Teniendo claro estos dos componentes, podemos decir que el cociente alfa-beta corresponde a la dosis donde el efecto (o muerte celular) está dado por ambos mecanismos en la misma proporción, sin que predomine un efecto sobre otro.

Para compararlos y entender como varía cada uno en función de la dosis (D), veamos la siguiente igualdad:

Siendo D la dosis, α el componente que varía de manera lineal con la dosis y β el componente cuadrático, entonces observaremos que si duplicamos una dosis, el efecto lineal se duplica, mientras que el efecto cuadrático aumenta cuatro veces más.

Cocientes α/β altos (muy sensibles a la radiación, con dosis bajas conseguiremos ya la muerte celular por acción directa, son responsables de los efectos secundarios agudos) :

• Tejidos con alta tasa de recambio celular y baja capacidad de reparación celular.
• Domina a bajas dosis.
• A dosis más altas, toma relevancia la muerte celular por acumulación de daño subletal.
• Característico de Tumores y reacciones agudas.
• Al hablar de relaciones α/β altas, hablamos de aproximadamente 10 Gy.
• La mayoría de los tumores tienen relaciones α/β altas. (Algunas excepciones serían los melanomas, los liposarcomas y el cáncer de próstata)

Cocientes α/β bajos (más resistentes a la radiación, necesitaremos dosis más altas para conseguir la muerte celular por acumulación de daños subletales, son responsables de los efectos secundarios tardíos):

• Tejidos con baja tasa de división celular y mejor capacidad de reparación de daño sub-letal.
• Tiene importancia a dosis altas.
• Característico de reacciones tardías.
• Al hablar de relaciones α/β bajas, hablamos de aproximadamente 3 Gy.

Aquí os dejo una tabla con el listado de α/β de algunos tejidos y tumores:

De tal manera que dicho ésto, las 4 R que se desencadenan con la irradiación:

1. Reparación: El tejido irradiado inicia una rápida reparación de las lesiones subletales, que puede llegar a ser completa entre cada fracción de tratamiento. Este fenómeno aparece en los tejidos tumorales y en los sanos incluidos en el campo de radiación. Lo que pasa es que los tejidos sanos están mejor oxigenados que los tumorales por lo que repararán mejor éstos y, por tanto, produciremos menos efectos tóxicos sobre el tejido sano que sobre el tumor.

2. Redistribución: Las células dentro del ciclo celular al ser destruidas preferentemente por la radiación aquellas en fases sensibles (G2 y M), quedando en el tejido las más resistentes.

3. Reoxigenación: Al destruirse las células más cercanas a un capilar, es decir, las bien oxigenadas, se produce una reoxigenación de las células hipóxicas que se encontraban lejos del capilar, lo que aumenta su radiosensibilidad ante la siguiente fracción de irradiación. Esto no sucede en el tejido normal, bien oxigenado, y en ello se basa el fraccionamiento en radioterapia (conseguir que entre una fracción y la siguiente las células tumorales se hagan más sensibles a la radiación).

4. Repoblación: Finalmente se puede iniciar la repoblación del tejido irradiado por tejido sano (deseable para reparación de las lesiones agudas y tener menos efectos secundarios). Sin embargo la repoblación del tejido tumoral entre las fracciones de irradiación es perjudicial, ya que en la fracción siguiente, siempre nos enfrentaremos a un mayor número de células de las que sobrevivieron a la fracción previa. En resumidas cuentas, como es lógico, la repoblación es buena a nivel del tejido sano pero mala en el tumoral.

Sabiendo todo ésto, para optimizar un tratamiento radioterápico, (consiguiendo una mayor muerte  de células tumorales con una adecuada reparación del tejido sano circundante y, por tanto, los menores efectos secundarios que sean posibles) podemos modificar 3 cosas:

• La dosis total de radiación.
• El intervalo de tiempo entre fracciones (el tiempo mínimo para que el tejido sano se recupere)
• La dosis por fracción.

Esto lo conseguiremos con los distintos fraccionamientos que empleamos en la clínica:

Fraccionamientos utilizados en la clínica:

Fraccionamiento convencional o estándar: 180-200 cGy/día en una única fracción, 5 días/semana, es el que consigue un mejor índice terapéutico en la mayoría de los tumores. Dosis totales de 50 a 70 Gy en 5 a 8 semanas.

Hiperfraccionamiento: Dos fracciones al día de 115-120 cGy, 5 días /semana. Cada fracción debe estar separada de la anterior un mínimo de 6 horas. Las dosis totales pueden alcanzar los 80 Gy, mayores que las que se alcanzan con tratamientos convencionales. La finalidad de este fraccionamiento es disminuir los efectos tóxicos tardíos, aumentando la eficacia sobre el tumor y manteniendo en niveles similares la toxicidad aguda de los tejidos normales incluidos dentro del volumen irradiado. Cuando la dosis aumenta por encima de 70 Gy aparece una toxicidad aguda mayor, pero controlable y aceptable. Un aumento en el número de fracciones disminuye la posibilidad de reparar en las células tumorales el daño subletal. Suele aplicarse en los tumores de cabeza y cuello (si existe disponibilidad de máquina de tratamiento para tratar dos veces al día al mismo paciente y, sobre todo, en el caso de las reirradiaciones).

Fraccionamiento acelerado: Se diferencia del anterior en que las dosis por fracción son convencionales, pero se administran dos fracciones diarias para alcanzar la misma dosis total (60 Gy) en la mitad de tiempo. La dosis de 150-200 cGy x 2 veces/día, 5 días/semana, acorta el tiempo de tratamiento y nos permite aumentar la eficacia en tumores rápidamente proliferativos. Los efectos secundarios agudos y tardíos serán mayores. No se usa demasiado, al menos por lo que sé desde mi propia experiencia.

Hipofraccionamiento: 250, 300, 400, 500 cGy/día.... Donde más frecuentemente se utiliza es en tratamientos paliativos en los que, debido a la corta supervivencia esperada, o a la urgencia del caso, se necesita conseguir una destrucción tumoral muy rápida, sin importar tanto los efectos secundaros tardíos, que aparecen en mayor medida con este tipo de fraccionamiento. (ej: 10 a 12 fracciones de 300 cGy; 5 fracciones de 400 cGy; 300 cGy tres veces a la semana; 800 cGy en una única sesión...) También se está empleando cada vez más en tratamientos no paliativos, distintos del melanoma, como es el caso de la mama, la próstata, recto... (ej: 16 fracciones de 266 cGy; 28 fracciones de 250 cGy; 22 fracciones de 300 cGy; 5 fracciones de 500 cGy...)

Otras variedades: fraccionamiento acelerado modificado, split-course, fraccionamiento estándar con boost concomitante (que se usa gracias a las nuevas técnicas de tratamiento como la IMRT que permite tratar dos volúmenes con distinto fraccionamiento a la vez)... son menos comunes que las anteriores.

Para terminar os dejo un tema de los que cargan pilas para que, si habéis conseguido leer toda la entrada, os anime lo que queda de día.