Tecnología láser ultrarrápida podría mejorar tratamiento del cáncer

Si bien el estudio de los pulsos láser de alta potencia puede parecer teórico, a menudo se traduce en aplicaciones prácticas, como en el tratamiento del cáncer. Esto se destacó en un estudio reciente que desafía algunas creencias arraigadas en la comunidad científica sobre las capacidades de estos láseres.

Tradicionalmente, se entendía que enfocar un pulso láser de alta intensidad en el aire ambiente crearía plasma en el punto de enfoque, generando electrones con una energía máxima de unos pocos keV (kiloelectronvoltios). Sin embargo, superar este nivel de energía en el aire ambiente se consideró inviable debido a limitaciones físicas. Un equipo de investigación del Instituto Nacional de Investigación Científica (INRS, Ciudad de Quebec, Canadá) ha demostrado que los electrones acelerados en el aire ambiente pueden alcanzar energías en el rango de MeV (megaelectronvoltios), aproximadamente 1.000 veces más de lo que se creía posible anteriormente.

Este importante avance allana el camino para importantes desarrollos en la física médica. Una aplicación notable es la radioterapia FLASH, un método innovador para tratar tumores que no responden a la radioterapia estándar. La radioterapia FLASH administra altas dosis de radiación extremadamente rápido (microsegundos en lugar de minutos), protegiendo mejor el tejido sano circundante. Aún no se comprende del todo el mecanismo preciso detrás del efecto FLASH, que parece implicar una rápida desoxigenación de los tejidos sanos, reduciendo así su sensibilidad a la radiación. Las implicaciones de este descubrimiento son dobles. En primer lugar, destaca la necesidad de tener mayor precaución al manipular rayos láser muy enfocados en el aire ambiente. En segundo lugar, las mediciones tomadas cerca de la fuente revelaron una tasa de dosis de radiación de electrones de tres a cuatro veces mayor que la utilizada en la radioterapia convencional.

“Ningún estudio ha podido explicar la naturaleza del efecto FLASH. Sin embargo, las fuentes de electrones utilizadas en la radioterapia FLASH tienen características similares a las que producimos enfocando fuertemente nuestro láser en el aire ambiente”, afirmó Simon Vallières, investigador postdoctoral y primer autor del estudio. "Una vez que la fuente de radiación esté mejor controlada, más investigaciones nos permitirán investigar qué causa el efecto FLASH y, en última instancia, ofrecer mejores tratamientos de radiación a los pacientes con cáncer".

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INRS