La producción de carbono-11 mediante láser podría facilitar y abaratar el acceso a las técnicas de imagen médica
Una investigación liderada por personal del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto de la Universidade de Santiago de Compostela y la Xunta de Galicia, ha conseguido producir, por primera vez, el radioisótopo carbono-11 en condiciones adecuadas para su uso en imagen médica. Lo han logrado a través de la aceleración láser de la instalación científico-técnica singular española Centro de Láseres Pulsados.
La revista Scientific Reports publicó recientemente el artículo que describe este experimento. “Aunque hace unos años ya se demostró la producción de radioisótopos para imagen médica mediante aceleración láser, esta es la primera vez que se consiguen producir durante un periodo de tiempo suficiente para su uso en imagen médica”, explica Aarón Alejo, investigador Ramón y Cajal del IGFAE.
En esta ocasión, para producir el carbono-11 se usaron los pulsos láser de hasta 30 J (julios) que ofrece el sistema láser de petavatio del CLPU. Al focalizar estos haces en pocas micras de superficie, incidiendo sobre una lámina de aluminio de 9 micras de grosor, se consiguieron generar protones acelerados hasta alcanzar una energía de 15 megaelectronvoltios. A su vez, estos protones producían carbono-11, al interaccionar con los núcleos de los atómos de una lámina de boro-11.
El experimento se ha desarrollado gracias a las capacidades técnicas de VEGA, el sistema singular del Centro de Láseres Pulsados de Salamanca (CLPU), en el marco de una colaboración del IGFAE, la Universidad de Sevilla, el Instituto de Instrumentación para Imagen Médica del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia.
“Los resultados obtenidos en el CLPU demuestran que la cantidad de carbono-11 que esperamos
producir en el Laboratorio Láser de Aceleración y Aplicaciones (L2A2) de Universidad de Santiago de
Compostela debería ser suficiente como para poder usarlo en investigación pre-clínica”, asegura José
Benlliure, autor principal del artículo, catedrático de Física de Partículas e investigador principal del
proyecto LaserPET.
El avance conseguido por este equipo acerca una esperanzadora vía para facilitar el acceso a pruebas de diagnóstico mediante imagen médica con radiomarcadores. Sin embargo, estas pruebas están actualmente limitadas por la tecnología necesaria para llevarlas a cabo.
Todos los días se realizan en el mundo cientos de miles de estas operaciones. Estos radiomarcadores están compuestos por una molécula inerte para el organismo (por ejemplo, la glucosa), que alberga un radioisótopo no estable, y que emite generalmente fotones. El paciente recibe este radiomarcador enfocado al órgano que se quiere estudiar. Unos sensores específicos consiguen detectar los fotones emitidos por el radiomarcador y, de esta manera, es posible reconstruir la imagen de este órgano en tres dimensiones. Estas técnicas se usan, por ejemplo, en las pruebas SPECT (tomografía computerizada por emisión de un fotón) o PET (tomografía por emisión de positrones).
En este último caso, los radioisótopos que se utilizan para las imágenes PET se producen en aceleradores de partículas, que tienen un elevado coste. Por ello, a partir de unos pocos centros de producción en cada país, se distribuyen a los diferentes hospitales. La dificultad reside en la corta vida media de estos radioisótopos: generalmente sólo se usa el flúor-18, con una vida media de dos horas, lo que permite si distribución con un margen suficiente. Otros radioisótopos de interés como el carbono 1, el nitrógeno-13 o el oxígeno-15, apenas se pueden usar por esta limitación.
Frente a este reto, el equipo del IGFAE que ahora lidera este experimento propuso, hace unos años, el desarrollo de la tecnología necesaria para la generación de estos radiomarcadores con una menor inversión. Mediante el proyecto LaserPET, investigan cómo avanzar en este camino, para equipar a cualquier hospital con su unidad de producción propia, facilitando y generalizando el acceso a estas técnicas de diagnóstico con radioisótopos de vida media más corta