Estudios radiobiológicos de la Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT) para el tratamiento de cáncer bucal y metástasis hepáticas a nivel experimental

• Autores: Pozzi, Emiliano César Cayetano
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Schwint, Amanda E.; Trivillin, Verónica A.
• Materia: TERAPIA POR CAPTURA NEUTRONICA EN BORO (BNCT); REACTOR RA-3; MODELO EXPERIMENTAL; CANCER BUCAL; METASTASIS HEPATICAS; BPA; GB-10; BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY (BNCT); NUCLEAR REACTOR RA-3; EXPERIMENTAL MODEL; ORAL CANCER; LIVER METASTASIS; BPA; GB-10
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT) es una aplicación de la tecnología nuclear al área biomédica, que se basa en la acumulación selectiva de compuestos borados dentro del tumor y la subsiguiente irradiación con neutrones, generando una reacción de captura neutrónica que libera radiación de partículas de alta transferencia lineal de energía (LET) y corto alcance que resultan letales para la célula. De esta manera BNCT dañaría preferencialmente el tumor sin causar daño significativo al tejido normal. Nuestro grupo demostró la eficacia terapéutica de la aplicación a nivel experimental de distintos protocolos de BNCT in vivo, utilizando las fuentes de neutrones disponibles inicialmente, es decir los reactores nucleares de experimentación RA-1 (San Martín, Buenos Aires) y RA-6 (Bariloche, Río Negro). Luego, en 2005, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) construyó una fuente de neutrones térmicos para aplicaciones biomédicas de BNCT en el reactor nuclear RA-3 (Ezeiza, Buenos Aires). Entre los objetivos del presente trabajo se planteó realizar una adaptación y caracterización dosimétrica de la nueva fuente que permitiera realizar estudios radiobiológicos de BNCT en el modelo experimental de cáncer bucal de la bolsa de la mejilla del hámster. Se evaluaron las respuestas del tumor, tejido precanceroso y tejido normal en forma comparativa con las otras fuentes utilizadas anteriormente. Los conocimientos obtenidos en estos estudios se emplearon para llevar adelante líneas de investigación para optimizar los protocolos de BNCT, maximizando su eficacia terapéutica, minimizando su radiotoxicidad y evaluando su potencial aplicación a otras patologías. En este contexto y dado el interés de la comunidad internacional de explorar el potencial terapéutico de BNCT para el tratamiento de metástasis hepáticas, otro objetivo principal de esta tesis doctoral fue realizar una evaluación sistemática de la eficacia terapéutica del BNCT en un modelo experimental de metástasis hepática, y considerar la potencial radiotoxicidad del tratamiento sobre el hígado. Se realizó la puesta a punto de un modelo in vivo en ratas, se desarrolló y caracterizó dosimétricamente un sistema adecuado de blindaje para luego realizar los estudios de BNCT in vivo en la fuente del reactor RA-3. Se evaluó la respuesta del tumor y aspectos de la radiotoxicidad en hígado para contribuir al conocimiento de la radiobiología de BNCT en el tratamiento de esta enfermedad. Los conocimientos de la radiobiología de BNCT obtenidos en modelos experimentales permitirían optimizar BNCT para distintas patologías.
Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) applies nuclear technology to biomedicine. BNCT is based on the selective accumulation of boron compounds in tumor cells, followed by irradiation with neutrons. The capture reaction between a thermal neutron and a 10B atom gives rise to short range particles with high linear energy transfer (LET) that are lethal for the cell. Thus BNCT would damage tumor without causing significant damage to normal tissue. Our group demonstrated the therapeutic efficacy of the application of different experimental BNCT protocols in vivo employing the neutron sources initially available, i.e. the experimental nuclear reactors RA-1 (San Martín, Buenos Aires) and RA-6 (Bariloche, Río Negro). After that, in 2005, the National Atomic Energy Commission of Argentina (CNEA) built a neutron source for BNCT biomedical applications at the nuclear reactor RA-3 (Ezeiza, Buenos Aires). The first aim of the present PhD thesis was to adapt and dosimetrically characterize the new source to be able to perform BNCT radiobiological studies in the hamster cheek pouch oral cancer model. We evaluated the response of tumor, precancerous tissue and normal tissue, as compared to studies performed previously at other neutron sources. The knowledge contributed by these studies made it possible to undertake research projects devoted to optimize BNCT protocols, maximizing their therapeutic efficacy and minimizing their toxicity, and examining their potential for the treatment of other pathologies. Within this context, and based on the interest of the international community to explore the therapeutic potential of BNCT for liver metastasis, the next major aim of this PhD thesis was to perform a systematic evaluation of the therapeutic efficacy of BNCT in an experimental model of liver metastasis, considering the potential toxicity in liver. The in vivo experimental model in rats was adapted and characterized. Subsequently, a shielding device to perform the in vivo BNCT studies at the RA-3facility was designed, constructed and characterized dosimetrically. Tumor response and potential liver toxicity were evaluated to contribute to the knowledge of BNCT radiobiology for the treatment of this pathology. The knowledge of BNCT radiobiology derived from experimental models would allow for the optimization of BNCT for different pathologies.
Fil: Pozzi, Emiliano César Cayetano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.