RADIOBIOLOG

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RADIOBIOLOGÍA
Elke Pastor Pastor Instituto Nacional de
Enfermedades Neoplásicas Dr. Eduardo Cáceres
Grazziani Lima - Perú
Hugo Marsiglia Jefe de la Unidad de Patología
Mamaria Instituto Gustave Roussy París - Francia
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Radioterapia. ARCAL RLA6/058 Tema 4
Radiobiología E. Pastor, H. Marsiglia
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LA RADIOBIOLOGÍA EN LA RADIOTERAPIA
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PATOLOGÍA TRATADA CON RADIOTERAPIA

• Tumoral Benigna

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OBJETIVO DE LA RADIOTERAPIA
Entregar la dosis necesaria para tratar la lesión
No dañar estructuras sanas durante el tratamiento
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OBJETIVO DE LA RADIOTERAPIA
Control Tumoral Máximo
Daño Colateral Mínimo
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DOSIMETRÍA IDEAL
Volumen Blanco
Isodosis de Referencia
D D r e f
D 0
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DOSIMETRÍA REAL
D gt D r e f
D D r e f
D lt D r e f
Volumen Blanco
Estructura Crítica
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CASOS REALES
Braquiterapia (cervix)
Radioterapia Externa (próstata)
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TRATAMIENTO CON RADIOTERAPIA

• La probabilidad de control de un tumor aumenta
  con la dosis de radiación pero también aumenta la
  posibilidad de daño por radiación del tejido
  normal.
• La tasa de control tumoral depende de la
  tolerancia del tejido normal

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CÉLULAS MALIGNAS

• Frecuentemente son inmortales ó al
  menos tienen la posibilidad de dividirse muchas
  mas veces que células normales
• Usualmente crecen mas rápido que las células del
  tejido original
• Fallan en la relación célula a célula, por
  lo cual invaden y generan metástasis

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CÉLULAS MALIGNAS

• La transformación puede generarse por una
  mutación que activa un oncogen o por la
  pérdida de función de un gen supresor de
  tumores

Gen unidad de herencia, partícula de material
genético que determina la herencia de una
característica determinada, o de un grupo de
ellas.
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TIEMPO DE DUPLICACIÓN TUMORAL

• Metástasis de linfoma en pulmón 27 días
  Metástasis de mama en pulmón 74 días Metástasis
  de colon en pulmón 95 días
• Adenocarcinoma de pulmón 148 días
• Tumor de colon 632 días
• Steel 1977

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DISTRIBUCIÓN DE TD EN 159 MTTS. PULMONARES

• Steel 1977

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CRECIMIENTO TUMORAL
plato
Modelo de corteza constante
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CRECIMIENTO TUMORAL
Zona de necrosis
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CRECIMIENTO NO - EXPONENCIAL

• Causado por tres factores
• incremento del tiempo del ciclo celular
• disminución de las fracción de crecimiento
• incremento de la perdida celular

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MODELO DE GOMPERTZ

• V(t) V0 exp ( A (1 e a (t-to) ))
• t tiempo
• A y a parámetros de crecimiento

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TOLERANCIA DEL TEJIDO NORMAL

• Puede definirse en relación a un objetivo
  clínico.
• Por ejemplo
• 50 de descamación húmeda de la piel
• 5 de neumonitis en pulmón

La tolerancia clínica depende de la situación
médica del paciente, de la medicación y
fundamentalmente del volumen de tratamiento
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EFECTOS DE LA RADIACIÓNEN TEJIDO NORMAL

• Agudos
• Tardíos

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EFECTOS DE LA RADIACIÓNEN TEJIDO NORMAL

• Tejidos Normales con Reacciones Agudas
• - Tejidos con rápida proliferación
• - Dependen fuertemente del tiempo total de
  tratamiento
• - Dependen poco del tamaño de la fracción
•  
• Tejidos Normales con Reacciones Tardías  
• - Tejidos no proliferativos o de lenta
  proliferación
• - No dependen del tiempo total de tratamiento
• - Dependen fuertemente del tamaño de la fracción

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EFECTOS DE LA RADIACIÓNEN TEJIDO NORMAL

• Tejidos Normales con Reacciones Agudas
• - Piel
• - Tracto gastrointestinal
• - Mucosa oral
•  
• Tejidos Normales con Reacciones Tardías  
• - Sistema nervioso central
• - Pulmón
• Riñón
• Hígado

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TOLERANCIA DE TEJIDOS NORMALES
Tejido Síntoma Riesgo Dosis (Gy)
Piel descamación 50 55-60
fibrosis 50 60-65
Mucosa Oral mucositis 50 65-70
Intestino fibrosis 5 50
Cerebro necrosis 5 50
Nervios desmielinización 5 65
Pulmón neumonitis 5 20
Dosis administrada en fracciones de 2 Gy
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MUCOSA ORAL
Uno de los esquemas utilizados en Ca. de cabeza y
cuello es 5 fracciones 2 Gy por semana hasta
68-70 Gy en 7 semanas esto induce mucositis
confluente en un numero importante de pacientes.
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TRACTO GASTROINTESTINAL
Como en el caso de la piel y en la mucosa oral se
puede ver complicaciones tempranas y tardías. Con
una dosis total de 50-54 Gy a 2 Gy/día, las
reacciones tempranas son reacciones pasajeras,
que desaparecen con la interrupción del
tratamiento por pocos días. Menos simples son la
daños crónicos que pueden sobrevenir como
resultado de lesiones agudas severas persistentes
o bien ser de aparición tardía.
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CEREBRO

• Casi siempre son lesiones tardías
• A veces dentro de los primeros 6 meses hay
  desmielinización transitoria.
• A veces radionecrosis con tiempos de latencia
  entre 1-2 años.

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CORAZÓN

• Tiene una tolerancia intermedia entre
  riñón/pulmón y SNC.
• El daño radioinducido mas común es la
  Pericarditis (entre 6 meses y 2 años).
• Cardiomiopatía se desarrolla entre 10-20 años
• Entre 15-20 de pacientes tratados por Hodkin
  que reciben entre 30-36 Gy tienen disfunción
  cardiaca (fibrosis intersticial difusa)

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HIGADO
Tiene una radiosensibilidad intermedia por debajo
del riñón y el pulmón.
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EFECTO VOLÚMEN

• El volumen de tejido irradiado es un factor
  determinante de la tolerancia clínica de un
  órgano.
• Órganos paralelos admiten altas dosis en
  pequeños volúmenes sin pérdida funcional.
• Órganos series pequeños volumenes
  irradiados pueden generar la pérdida funcional de
  todo el órgano.

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DIFERENTE TIPOS DE TEJIDOS

• Órganos serie (ej. medula)

• Órganos Paralelo (ej. pulmón)

Subunidad Funcional (FSU)
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Las 4 R de la Radioterapia

• Reparación
• Redistribución
• Repoblación
• Reoxigenación

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REPARACIÓN

• Recuperación del daño celular por mecanismos
• celulares intrínsecos.
• Se produce en unas pocas horas después de la
• Irradiación.

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Efectos en el Ciclo Celular
REDISTRIBUCIÓN

• En la irradiación de una población celular, al
  ser diferente la sensibilidad en las distintas
  fases del ciclo, se produce indirectamente un
  cierto grado de sincronización de la población.

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CICLO CELULAR
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REDISTRIBUCIÓN

• Efectos sobre la progresión en el ciclo
  celular
• Las células que sobrevivieron probablemente
  se encontraban en una fase resistente del ciclo
  celular y en las próximas horas pasarán a una
  fase sensible (base de algunos fraccionamientos).

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REOXIGENACIÓN

• Las células sobrevivientes pueden ser
  hipóxicas (resistentes) pero luego de la dosis de
  irradiación pueden oxigenarse y aumentar la
  radiosensibilidad.

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REPOBLACIÓN

• Fenómeno homeostático desencadenado por la
• muerte celular.
• La proliferación aumenta el número de blancos
• en un curso prolongado de radioterapia.

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LAS 4 R DE LA RADIOTERAPIA

• Reparación
• Redistribución
• Repoblación
• Reoxigenación

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LAS 5 R DE LA RADIOTERAPIA

• Reparación
• Redistribución
• Repoblación
• Reoxigenación
• Radiosensibilidad

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RADIOSENSILIDAD

• Característica genética intrínseca de
  cada tumor, dada por su estirpe celular.

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LAS 5 R

• Dos de ellas provocan radioresistencia a una
  segunda dosis de irradiación
• Reparación y Repoblación
• Dos de ellas aumentan la radiosensibilidad
• Redistribución y
  Reoxigenación
• La Radiosensibilidad global depende de las 5 R

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