Acelerando hacia Corea

En la CNEA un equipo encabezado por el Dr. Andrés Kreiner desarrolló un prototipo de acelerador de partículas para el tratamiento del cáncer que se exportará a Corea del Sur. El contrato incluye la instalación y la capacitación a científicos de ese país. El proyecto, que lleva décadas y sufrió diversas interrupciones, continúa la tradición exportadora de la Argentina en el área nuclear.

Fruto de un Memorándum de Entendimiento entre CNEA y el Institute of Radiologic and Medical Science Korean (KIRAMS) se espera que los científicos coreanos avancen en el manejo de BNCT gracias a la experiencia de los investigadores argentinos. La exportación consiste en un prototipo pequeño (de menor energía que la final requerida para los tratamientos), que les permitirá conocer los principios del funcionamiento de la técnica.

El contrato, firmado entre la CNEA y el KIRAMS (Korean Institute of Radiologic and Medical Science), es por un monto de 700.000 dólares y tiene una duración de dos años, e incluye la construcción e instalación de un prototipo en el KIRAMS, además de la capacitación a científicos de ese país.

El KIRAMS es un instituto asociado a un hospital de Seúl en el que se hace investigación y desarrollo en medicina nuclear. Se espera que los científicos coreanos avancen en el manejo de la terapia de captura neutrónica en boro (BNCT) gracias a la experiencia de sus pares argentinos. La exportación consiste en un prototipo pequeño, que les permitirá conocer los principios del funcionamiento de la técnica.

El acuerdo toma recaudos para proteger la propiedad intelectual de la CNEA y aclara que el equipo es para uso exclusivo del KIRAMS, y que no puede ser reubicado, vendido ni copiado. El dinero se usará para amortizar los sueldos del personal del proyecto y para contratar nuevo personal, además de adquirir los materiales necesarios para el desarrollo del prototipo en Corea del Sur.

Durante el mes de diciembre se envió el primer lote de piezas para la construcción e instalación de un prototipo de acelerador de partículas que funcionará en el KIRAMS, un instituto asociado a un hospital de Seúl en el que se hace investigación y desarrollo en medicina nuclear. Actualmente CNEA tiene listo y probado el prototipo vendido a la República de Corea; mientras que la máquina definitiva tiene un avance de aproximadamente un 70%.

Hasta ahora este tipo de terapia se ha ensayado usando reactores nucleares como fuente de neutrones, pero estas instalaciones tienen un radioactividad muy alta, lo que exige blindajes muy pesados y una operación muy compleja que dificulta su instalación en hospitales. Una gran ventaja de este acelerador de partículas es que una vez apagado no produce radiación ni tampoco genera radioactividad residual, por lo que tiene una operación más simple y segura.

El acelerador está montado en forma vertical y debajo tiene un imán que desvía el haz a noventa grados. “También se podría hacer la sala de irradiación en un subsuelo, pero suele haber mucha presión de las napas y habría que impermeabilizar muy bien y sería más costoso. En esa desviación no se pierde energía”, explicó Andrés Kreiner, investigador superior del CONICET, docente de la UNSAM y director del proyecto.

El equipo está construido de tal manera que puede quedar separado tanto de las paredes del edificio como del piso, con el fin de evitar las descargas, que pueden ser muy importantes si se considera que la parte superior del acelerador tiene una corriente de un millón y medio de voltios. Otros tipos de aceleradores, como el TANDAR, de la CNEA, están encerrados en un tanque con un gas aislante de alta presión, como hexafloruro de azufre, un gas muy pesado que desplaza el aire, por lo cual es peligroso para la salud de las personas. Además, en caso de tener que hacerle alguna modificación o tareas de mantenimiento al acelerador, es necesario vaciar el gas y luego volver a inyectarlo, lo que aumenta los costos, la complejidad y hace muy difícil que pueda ser instalado en un hospital.

El haz es de iones que produce este acelerador es tan intenso que, aunque se usan bombas de vacío, cuando se excita ioniza las moléculas del gas residual y se puede ver la fluorescencia inducida en el gas, lo cual se usa como método de diagnóstico de problemas de la máquina y resulta mucho más simple que el método usado en otros aceleradores, en los que se usan dispositivos para interceptar el haz.

Cuesta arriba
El acelerador desarrollado por el grupo que dirige Kreiner también sirve para producir radioisótopos para radiodiagnóstico, lo que constituye un método alternativo a la producción de molibdeno con reactores, un sector en el que la empresa rionegrina INVAP se ha convertido en uno de los líderes a nivel mundial. “Nosotros desarrollamos el acelerador y para hacer los isótopos hay que desarrollar la parte radioquímica, hay que hacer el blanco, después extraer el molibdeno del blanco y demás. Esa parte no es nuestra especialidad pero es otra posibilidad que está abierta”, dijo Kreiner. Además, los neutrones que genera el acelerador tienen aplicaciones para, por ejemplo, testear componentes nucleares y detectar contrabando de materiales nucleares, explosivos y drogas.

“Este es el camino que tenemos que seguir para la CNEA y para el país: desarrollar nuestra tecnología y tratar de exportarla. También es una forma de mostrar que las investigaciones científicas ayudan a resolver los problemas relevantes de la sociedad”, afirmó Kreiner.

La formulación inicial del proyecto había obtenido un financiamiento inicial a fines de los años noventa de la entonces Secretaría de Ciencia y Tecnología (SECYT), pero tras la crisis económica del año 2001 esos fondos nunca llegaron. Recién en 2008 volvió a tener fondos para avanzar en investigación y desarrollo.

El recinto en el que está instalado el prototipo actualmente en el Centro Atómico Constituyentes no tiene las dimensiones necesarias y por eso hace algunos años se está construyendo un edificio nuevo en el mismo predio. “La construcción está bastante avanzada, aunque viene atrasada respecto del cronograma inicial. Creemos que en la primera mitad del año que viene lo tendríamos listo. En los años 2017 y 2018 muchos proyectos de la CNEA fueron puestos en cero, pero como acá había contratos ya firmados, como el de la constructora y otros más, no se pudo dar de baja porque implicaba posibles juicios y por eso pudimos seguir, aunque a un ritmo menor y con restricciones”, afirmó Kreiner.

El proceso de exportación del prototipo demandó muchas presentaciones internacionales «El año pasado hubo un congreso mundial de BNCT en Taiwán, donde estuvimos a punto de no poder viajar porque la CNEA solo permitía viajar si lo hacía sin costo para el organismo, así que finalmente la organización del congreso ofreció pagar todo. Después vino el viaje a Corea del Sur y también uno a Rusia.

En la iniciativa trabaja personal del Departamento de Tecnologías y Aplicaciones de Aceleradores de la CNEA, y además cuenta con con participación de científicos de la UNSAM y del CONICET. Kreiner lamenta que el desfinanciamiento de los últimos años generó la salida de especialistas: “Hemos perdido personal en estos dos últimos años, en particular tres ingenieros electrónicos. Fue una pérdida muy dolorosa porque es gente que entrenamos, que vinieron como estudiantes y se recibieron mientras estaban con nosotros, algunos con becas, otros con contratos, y se transformaron en profesionales de primera línea. Pero se han ido por los sueldos, que realmente son muy bajos, y las nulas perspectivas de acenso”. Y finalizó: “Tengo la esperanza de que el nuevo Gobierno retome la senda del desarrollo nuclear en serio”.

¿Qué es el BNCT?
Investigadores del Departamento de Tecnologías y Aplicaciones de Aceleradores vienen trabajando en el desarrollo de este acelerador de partículas que podría utilizarse para tratar distintos tipos de cáncer a través de la Terapia por Captura Neutrónica en Boro, más conocida como BNCT.

Hasta ahora este tipo de terapia se ha ensayado en reactores de investigación (por ejemplo, en el RA-6 del Centro Atómico Bariloche), los cuales se usan como fuente de neutrones. Sin embargo, estas instalaciones tienen un nivel de radioactividad que exige grandes blindajes y una operación muy compleja que dificulta su instalación en hospitales.

Pensando en estas complicaciones, surgió el proyecto de armar en la CNEA un acelerador que sirviera para producir fuentes de neutrones utilizables para BNCT, y que además se pudiera instalar en centros de salud. De hecho, una gran ventaja de este acelerador de partículas es que una vez apagado no produce radiación ni tampoco genera radioactividad residual, por lo que tiene una operación más simple y segura.

Sin embargo, este no es un acelerador como otros instalados en CNEA. Puntualmente, este tiene un voltaje mucho menor que el TANDAR (y por ende la energía de las partículas aceleradas es unas 10 veces menor). En cambio, tiene una intensidad de la corriente del haz acelerador más de 1000 veces mayor. En esto último reside el gran desafío.

Los neutrones que se producen en este acelerador serán utilizados en BNCT, una forma de radioterapia que está indicada para el control local de tumores sólidos (aquellos que afectan tejidos del organismo, excluyendo los del sistema circulatorio). Puede usarse en caso de melanoma, que es el cáncer de piel más agresivo, y en otros tipos de cáncer (cerebro, cabeza y cuello, hígado y pulmón).

A diferencia de otras modalidades radioterapéuticas, BNCT tiene capacidad de poder generar daño localizado a escala de células individuales, logrando minimizar la dosis entregada al tejido normal que está cercano al tumor. Para evaluar su potencialidad, un grupo de científicos de la CNEA –en colaboración con el Instituto de Oncología Ángel H. Roffo, la Universidad Maimonides, la Fundación Favaloro y el Hospital Austral– lleva adelante un Estudio Clínico Fase II en melanoma cutáneo ubicado a nivel de las extremidades.