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Antimateria, el mejor asesino de cáncer

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Antimateria, el mejor asesino de cáncer



ARCHIVO - En esta foto de archivo del martes 15 de marzo del 2011 se ven botellas de yoduro de potasio en una farmacia de Plano, Texas. La crisis nuclear japonesa ha reanimado un debate en Estados Unidos sobre el papel del gobierno en la distribución de un fármaco barato contra el cáncer para la gente que vive cerca de las plantas nucleares. La Comisión Regulatoria Nuclear produce actualmente el fármaco, yoduro de potasio, disponible a los estados para su distribución dentro de un radio de 16 kilómetros (10 millas) de las plantas de energía nuclear. Algunos miembros de la Cámara de Representantes, de ambos partidos, desean extenderlo a un radio de 32 kilómetros (20 millas) (AP Foto/Richard Matthews)
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MÉXICO, D.F., abril 19 (EL UNIVERSAL).- El Antiproton Cell Experiment (ACE) busca crear antimateria para aniquilar células cancerígenas en un estallido de energía pura que reduciría el daño en el tejido sano, de lograrlo millones de pacientes se verían beneficiados y dejarían las terapias tradicionales de quimio y radioterapia, informó la UNAM en un comunicado.
Diez centros de investigación de todo el mundo trabajan en el ACE, incluyendo biólogos, físicos y médicos coordinados por el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés) utilizando el Desacelerador de Antimateria que ya dio resultados de la capacidad de la antimateria para destruir tejido vivo en 2006, muestran.

Célula del cáncer/iStockphoto

¿Es posible matar células cancerígenas?

Expertos afirman que un tratamiento reduciría el daño al tejido sano que provocan las quimioterapias. ¿Cuál?

"Los resultados muestran que los antiprotones son cuatro veces más efectivos que los protones para destruir células vivas. Si bien esto debe ser comparado con otros métodos existentes, es un gran paso adelante en esta área de investigación", aseguró el Dr. Michael Doser, del CERN.
La ventaja potencial de los antiprotones como recurso contra el cáncer radica en que su capacidad destructiva no proviene tanto de la velocidad con la que éstos viajan, sino a que al encontrarse el antiprotón del haz, con un protón de una célula cancerosa, ambos se aniquilan en un estallido de energía pura.
La energía producida durante la aniquilación es tan grande, que no sólo destruye a la célula bajo ataque, sino también a las células vecinas.
Como la capacidad aniquilatoria de los antiprotones es mayor que la de las partículas de materia, para lograr el mismo nivel de daño a las células del área-objetivo, uno necesita cuatro veces menos antiprotones que protones.
"Esto reduce significativamente el daño a las células a lo largo de la entrada del canal del haz de antiprotones, comparado con aquél de protones", explicó Michael Holzscheiter, vocero de ACE.
El uso de la antimateria como artillería atómica contra el cáncer está apenas en sus primeros pasos, al punto de que los propios científicos del ACE lo conciben más como una búsqueda que como una alternativa.
"No hay duda [...] de que la primera aplicación clínica [de la antimateria] está, cuando menos, a una década de distancia", dijo Holzscheiter.
Alternativas actuales
Uno de los aspectos principales a considerar en la elección de una terapia contra el cáncer es la precisión con la cual se logra destruir el tejido enfermo. Las quimioterapias y la terapia de radiación con fotones de rayos X atacan tanto al tejido enfermo, como al sano; en ocasiones, el daño colateral en la batalla contra un tumor es tan grande, que constituye un riesgo muy importante para el paciente en tratamiento.
El haz de protones para destruir los tejidos cancerosos es ya un recurso altamente efectivo para evitar el daño a tejidos sanos porque, por un lado, éste puede condensarse mejor en un punto específico, en comparación con el haz de fotones de rayos X. Como el haz de protones es más "compacto", sus partículas se dispersan menos, evitando así el ataque a tejido sano.
Por otro lado, el haz de protones es muy efectivo porque, a diferencia de los fotones de rayos X, los protones liberan casi toda su energía al final de su camino al "estrellarse" contra el átomo de una célula. El médico puede elegir a las células del tumor como los objetivos en los que los protones liberarán toda su energía.
La terapia con protones ya existe en varios hospitales del mundo. Hay nosocomios que ofrecen esta terapia en Rusia, SuizaSuecia,InglaterraEstados Unidos, Francia, Sudáfrica, Canadá, Alemania,Japón, Italia, China y Corea del Sur.
En México, desafortunadamente no existe el servicio, pues como apunta el físico de partículas Saverio Braccini, del Centro Albert Einstein de Física Fundamental, el costo de la planeación, construcción y mantenimiento de una instalación hospitalaria así, puede alcanzar los cien millones de euros.
"Para poder ofrecer esta modalidad de tratamiento a un número más grande de pacientes, el costo, el tamaño y la complejidad del equipo debe reducirse", aseguró.
A pesar de que los protones son buen armamento contra el cáncer, la búsqueda de un recurso atómico que ataque sólo a las células tumorales continúa, de ahí la importancia del ACE.
Si bien el deterioro al tejido sano disminuye de manera importante con el uso de protones, éste todavía ocurre porque se requiere de una cantidad de protones importante para acabar con un tumor, y a mayor cantidad de protones, mayor es el riesgo de atacar una célula sana.
Por ello, la investigación se ha centrado en encontrar otros recursos atómicos que permitan obtener, con el uso de poco armamento, una gran capacidad destructiva.
Una terapia que ha demostrado ser muy eficaz es el haz de iones de carbono, pues tiene las mismas ventajas que el haz de protones, pero lleva consigo una carga mucho mayor de energía.
"Con respecto a los protones, [el efecto de los iones de carbono sobre los átomos de una célula cancerosa] es tan denso, que puede inducir rupturas directas sobre sus múltiples hebras de ADN, lo que produce un daño irreparable [en la célula enferma]", dijo Braccini.
La capacidad destructiva de los protones y los iones de carbono proviene de la enorme velocidad a la que estos proyectiles atómicos "se estrellan" contra los átomos del ADN de las células.
La energía potencial que lleva el proyectil durante su viaje veloz, se libera casi en su totalidad cuando encuentra a los átomos del tejido enfermo. La energía que produce el choque es tan grande, que con frecuencia se logra destruir de manera permanente la información genética que toda célula necesita para funcionar y reproducirse.

Producción de antimateria

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Producción de antimateria

Área: Física — Viernes, 28 de Noviembre de 2008
Usando un láser ultrapotente se ha conseguido una gran producción de partículas de antimateria. Esto permitirá estudiar mejor la física de la antimateria.

FotoHui Chen trabajando. Foto: LLNL.
Tome una muestra de oro del tamaño de una chincheta, aplíquese un potente haz láser y obtendrá 100.000 millones de partículas de antimateria. Ésta podría ser la receta para producir antimateria, en este caso positrones, que son las antipartículas del electrón. Es una receta muy sencilla, no se requiere un costosísimo acelerador de partículas ni nada similar. Basta “solamente” un láser de potencia extraordinaria para producirlas. Esta posibilidad, también, abre las puertas a nuevas maneras de entender fenómenos astrofísicos como los agujeros negros o los estallidos de rayos gamma. El estudio de la antimateria puede además ayudar a comprender mejor por qué en nuestro Universo está hecho principalmente de materia en lugar de antimateria.
Según Hui Chen, del Lawrence Livermore National Laboratory y líder de este tipo de experimentos, con este sistema han logrado detectar más antimateria que en cualquier otro tipo de experimento mediado por láser, demostrando de este modo que se pueden crear cantidades significativas de positrones usando pulsos cortos de luz láser. Chen y sus colaboradores usaron un láser de alta potencia pulsado para irradiar un blanco de oro de 1 mm de grosor. Aunque anteriormente usaron blancos del grosor de una hoja de papel, los modelos computacionales indicaban que un blanco más grueso, de entorno al milímetro de grosor, produciría más positrones, así que se pusieron manos a la obra.
En el experimento el láser ioniza los átomos de oro y acelera los electrones libres existentes. En su camino los electrones interaccionan con el núcleo del oro que sirve como catalizador para producir pares de partículas. Entonces emiten energía que decae en pares de electrones y positrones. Gracias a la concentración de energía en el espacio y en el tiempo el láser permite producir positrones rápidamente con una gran densidad nunca conseguida con anterioridad en este tipo de experimentos.
Los positrones producidos son inmediatamente aniquilados al contacto con la materia ordinaria emitiéndose fotones gamma.
Se cree que al comienzo del Big Bang se producían tantas partículas como antipárticulas, pero debido a una asimetría en las leyes de la Física se primó un pequeño porcentaje de lo que llamamos materia sobre la antimateria. La antimateria se aniquiló totalmente con gran parte de la materia y finalmente quedó un remanente de materia que es lo que observamos hoy en día.
Aunque se había teorizado sobre la existencia de antimateria durante un tiempo no fue hasta 1932 cuando se confirmó su existencia al encontrarse en la radiación secundaría generada en la atmósfera terrestre por los rayos cósmicos. Desde entonces el ser humano ha aprendido a generar pequeñas cantidades de antimateria gracias al uso de aceleradores de partículas. El proceso se basa fundamentalmente en crear una gran concentración de energía que finalmente cree pares partícula antipartícula. En todos los casos, (incluso el aquí relatado) se introduce en el sistema muchísima más energía que la que se libera en forma de fotones gamma cuando las partículas y antipartículas se aniquilan. De manera similar en centros galácticos y otras regiones energéticas en donde las partículas son fuertemente aceleradas se produce antimateria que es detectable a través de los rayos gamma que emite al aniquilarse con la materia normal.
La producción de antimateria usando un láser no es nueva. En ese mismo laboratorio se detectaron unas 100 antipartículas en experimentos similares hace 10 años con el láser Nova. Pero en este caso se han producido 100.000 millones de estás antipartículas.
Los responsables están muy excitados con estos resultados y ya imaginan un centro para la investigación de antimateria usando láseres como productores “económicos” de antipartículas.
De todos los sistemas realistas basado en la Física conocida pensados como propulsión interestelar sólo el motor cohete de antimateria reuniría las características necesarias para alcanzar velocidades relativistas. No se conoce ningún método capaz de producir antimateria de manera masiva, y mucho menos económica. En este caso el logro se circunscribiría al campo de investigación científica básica.