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25-29 May, 2015
Efectos de las radiaciones ionizantes.
Líneas actuales de investigación en el
ámbito internacional
ORGANIZACIÓN DEL CONGRESO
P: Plenary
EO: Eye Opener
LS: Luncheon
SY: Symposium
PS: Poster Session
OS: Oral Session
CL: Congress Lecture
Aproximadamente: 1500 participantes
1000 posters
500 exposiciones orales
Líneas actuales de investigación en el ámbito
internacional
• Investigación básica
• Investigación aplicada
• Investigación básica
CÉLULAS PLURIPOTENTES (Yamanata premio Nobel 2012)
• Progresos en la generación de células pluripotentes a partir de células adultas de la misma
persona.
• Introducción de 4 genes particulares pueden convertir las células adultas en pluripotentes.
• No hay necesidad de utilizar embriones.
• Aplicaciones importantes en medicina regenerativa, transplantes .
• Estudios clinicos en realización
STEM CELL NORMALES
• Utilización para tratamientos de quemados .
• En distintos modelos animales, para mitigar trastornos gastrointestinales por irradiación
pelviana. Se esta trasladando a humanos
EFECTOS TRANSGENERACIONALES
• Efectos transgeneracionales en ratones, en humanos no hay datos concluyentes
BAJAS DOSIS Y BAJAS TASAS DE DOSIS
• Respuesta adaptativa: bajas dosis (mGy) modifican la radiosensibilidad de alta dosis (por
ej. 2 Gy) . Alteraciones en la expresión de algunos genes (p53, HIF1) por bajas dosis y su
relación con el metabolismo celular para tratar de explicar la respuesta adaptativa.
• Efectos sobre las células germinales de ratones
• Varios trabajos sobre dudas con el valor del DDREF actual, a bajas tasas de dosis
RADIOBIOLOGÍA DE TEJIDOS NORMALES
• Identificación de marcadores de daño colateral en tejido normal para predecir la respuesta.
Ejemplo de daños: ulceraciones, fistulas, incontinencia, sangrado de distintos órganos.
• Desarrollo de productos que puedan mitigar el daño en las células del intestino .
• Estudios genéticos sobre el microambiente “normal” que rodea al tumor
• Además del daño al ADN, mitocondrias y membrana, también daño en el aparato de Golgi
BLANCOS GENÉTICOS PARA MODIFICAR LA RADIOSENSIBILIDAD
• Inhibición o activación de genes.
• Inhibición de proteínas especificas , etc .
METABOLÓMICA : Conjunto de técnicas para el estudio de la relación entre vías del
metabolismo celular
• Utilización de esta técnica para el análisis de moléculas en orina y plasma luego de la
Exposición a 137Cs de animales. Posibilidad de utilizarla para casos de contaminación interna
• Estudios de proteínas expresadas a bajas dosis
EFECTOS SOBRE EL DESARROLLO EMBRIONARIO
• Varios trabajos
• Para estudiar el efecto en células pluripotenciales, las exponen a radiaciones y analizan los
primeros estadios de la diferenciación en las tres capas, endodermo mesodermo y
ectodermo
GENES QUE PERMITEN DISCRIMINAR LA CALIDAD DE LA RADIACIÓN?
• Analizan un gran grupo de genes en células irradiadas con radiación de distinta calidad , alfa,
beta y gamma y determinan cuales están activados en cada caso y realizan la comparación
RADICALES LIBRES
• Diversos trabajos sobre la química de los radicales libres en los primeros momentos de su
formación
• Función de las histonas y del compactamiento de la cromatina en la protección del ADN
contra radicales libres
CICLO CELULAR
• Muchos trabajos sobre regulación
por irradiación y puntos de control
EFECTOS NO CANCER
• Efectos cardiovasculares
• Efectos inmunológicos
HIPOXIA TUMORAL: tumores hipóxicos son más radioresistentes
Tumores oxigenados son más radiosensibles
•
Utilización de compuestos marcados con
F18 para obtener imágenes de oxigenación
en tumores cerebrales y cabeza y cuello
• Utilización de protectores de la neo
vasculatura intratumoral para que el aporte
de oxigeno sea bueno y el tumor sea más
radiosensible
• A medida que la radioterapia progresa, disminuye el tamaño del tumor . El mismo tumor
reacciona aumentando y la neovascularización para que siga creciendo. El uso de un
anticuerpo contra una molécula DLL4 reduce este proceso y frena el crecimiento tumoral.
• Participación de macrófagos asociados al tumor incrementan la hipoxia
MECANISMOS DE REPARACIÓN DEL ADN
• Trabajos sobre nuevos genes involucrados en los procesos de reparación del ADN
• Reparación homóloga y no homóloga del ADN: Análisis de mecanismos que impliquen la
elección de uno u otro para iniciar la reparación
• Diversos trabajos sobre las fallas en los mecanismos de reparación. Por qué motivo no es
totalmente fiel
• Varios trabajos sobre la familia de las enzimas denominadas translesionales (permiten la
replicación del ADN sin reparar. Reparación post replicativa)
• Topografía nuclear: dentro del núcleo existe un territorio para los cromosomas, un territorio
intercromatina y también habría un territorio donde se realiza la reparación homologa.
• Como las enzimas reconocen daños particulares
MICRO RNAs
• Análisis de distintas familias de miRNAs,
que en los procesos neoplásicos regulan
inapropiadamente la traducción de mRNA,
promueven la progresión del tumor
• Expresión de miRNA a bajas dosis y bajas
tasas de dosis en diversos tipos de tumores
•
• Relación con la radioresistencia y
radiosensibilidad
• Liberación a circulación y participación en
efecto bystander
CROMOTRIPSIS: Catástrofe cromosómica
•
Proceso descubierto en los últimos años
no esta muy estudiado . Un mecanismo
podría ser la reinserción de un
micronúcleo al núcleo generando un
cromosoma con multiples alteraciones en
su secuencia.
BNCT (terapia por captura neutrónica en boro)
• Varios trabajos sobre esta técnica cuyo fundamento es del año 1936. Argentina está entre los
países que la utilizan.
• Desarrollo y mejoramiento de las fuentes de neutrones.
• Desarrollo de compuestos de boro fluorescentes para facilitar su detección en lugar de
autoradiografía.
EFECTO BYSTANDER
UNA CELULA IRRADIADA
CON ALTA O BAJA LET
CELULAS DAÑADAS
IMPLICANCIA: Células fuera del campo de irradiación pueden sufrir las mismas
alteraciones que las irradiadas
• Participación de los exosomas en el proceso de bystander
DISPOSITIVOS PARA IRRADIACIÓN IN VITRO CON MICROHACES
No solo para partículas sino
también para radiación X y
electrones
IMAGEN MICROSCOPICA
• Desarrollos de nuevos microhaces para estudios de efectos de radiaciones
• Irradiación del citoplasma solamente, modifica la respuesta bystander
EFECTO ABSCOPAL: Efecto de la radiación a distancia del foco de irradiación dentro del mismo
órgano o en otro distante
PULMON
Zona dañada
• Hay una clara evidencia que aprox .el 6% de los
tumores secundarios radioinducidos aparecen a
mas de 10 cm de la zona irradiada.
• Varios trabajos sobre posibles mecanismos
Zona irradiada
CARCINOGENESIS
• TEORIAS: Modelo de evolución clonal de la celula diferenciada
Modificación de las stem cells . Estas generan una población de células tumorales
diferentes y serian las responsables de radioresistencia, quimioresistencia metástasis.
• Muchos trabajos sobre stem cell y proceso neoplásico
NANOPARTÍCULAS
• Diversos trabajos utilizando nanopartÍculas de oro para aumentar la radiosensibilidad in vitro
y gadolinio ( se acumula preferentemente en el tumor ) in vitro e in vivo se esta estudiando
el mecanismo
• Unión de anticuerpos a las nanopartículas
• Ensayos de coloides de lantano y otros elementos
• Ensayos con nanopartículas biodegradables cargadas con quimioterápicos
DOSIMETRIA BIOLOGICA
• Uso de biodosímetros biológicos como aberraciones cromosómicas, focos gamma H2AX
• Resonancia paramagnética electrónica (EPR) en esmalte dental, uñas, u objetos como los
teléfonos portables, mp3, azúcar, sal todos pueden servir como dosímetros retrospectivos
• Incremento de la sensibilidad del ensayo de dicéntricos por la incorporación de tinción de
telómeros y centrómeros en linfocitos estimulados o no estimulados mediante la técnica de
PCC
• Utilización de citometría de flujo para análisis de micronúcleos
EXPERIENCIAS ESPACIALES
• Japón tiene una facilidad en la estación internacional y ya realizó desde el 2009, 5
experimentos enviando células congeladas que luego son estudiadas en tierra (apoptosis,
aberraciones cromosómicas mutaciones). La tasa de dosis es de 0,5 mSv/dia durante el vuelo
• Trabajos con partículas para ver efectos sobre cerebro. Alta LET para viajes a Marte
• Procesamiento de datos dosimétricos recibidos del Curiosity, vehículo depositado en Marte
ACCIDENTE DE FUKUSHIMA (varias charlas)
ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS: HIROSHIMA, NAGASAKI , CHERNOBYL ,FUKUSHIMA
• Distintos estudios sobre los sobrevivientes
• Epidemiologia sobre efectos de tomografía computada
TERAPIA CON RADIONUCLEIDOS
• Utilización cada vez mayor de compuestos marcados con emisores beta y alfa.
• Ensayos «in vitro» e «in vivo»
Investigación aplicada
RADIOTERAPIA
• Tendencias hacia el hipofraccionamiento, aumentando la dosis por fracción en pacientes con
distintos tipos de tumores.
• Aparición de una nueva radiobiología por hipofraccionamiento
• Avances en protocolos de tratamiento para distintos tipos de tumores
• Terapia con iones carbono acelerados hasta 70% de la velocidad de la luz. Buena eficacia y
penetración. Tratamientos de pacientes pulmón hígado cabeza y cuello próstata etc.
• Utilización de la radioterapia esterotáxica para eliminar metástasis. Generalmente pocas
fracciones con dosis del orden de 7 Gy cada una. Buenos resultados para metástasis
pulmonares.
• Terapias con protones
EVOLUCION DE LA RADIOTERAPIA 3D a 4D.
• Programas donde consideren el tiempo como variable para la planificación. El movimiento de
los órganos es una variable importante durante la radiación (pulmón, próstata) ya sea para
los tejidos sanos y para el tumor
QUIMIORADIOTERAPIA
• Aplicación concomitante de radiación y quimioterapia en el mismo dia.
• Desarrollo de protocolos y de compuestos para mitigar los efectos secundarios de estos
tratamientos
• Empleo de anticuerpos monoclonales específicos
PROFILAXIS CON IK
• Ante un accidente, para la administración de IK, tienen en cuenta el metabolismo del iodo
en jóvenes y adultos . En los primeros es mas rápido por lo tanto la administración debería
tener en cuenta el desplazamiento de la nube radiactiva antes de administrarlo
masivamente
IMPACTO DE LA RADIACION SOBRE LA BIOTA
• En el año 2008 el ICRP 108 define el concepto de Animales y plantas de referencia. Se está
trabajando en este sentido
UTILIZACIÓN DE LAS RADIACIONES IONIZANTES EN PROCESOS COMERCIALES
• Manufactura de semiconductores
• Síntesis de nanocompuestos y nanoestructuras
• Emisores compactos de haces de electrones de baja energía para esterilización de productos
plásticos (para interior y exterior de recipientes.)
• Implementación y propiedades de dosímetro de Fricke en matrices poliméricas
RESUMIENDO
INVESTIGACION BASICA
• Nuevas tecnologías: genómica, proteómica y metabolómica para el estudio de mecanismos
de reparación del ADN, regulación del ciclo celular y a los procesos de transformación
neoplásica para la búsqueda de nuevos blancos terapéuticos.
• Estudios de los mecanismos de acción de los miRNA y de los exosomas
• Indicadores biológicos de radiosensibilidad de tejidos normales y neoplásicos
• Estudios de los efectos no centrados: bystander, inestabilidad génica, abscopales
• Stem cell y procesos neoplásicos
INVESTIGACION APLICADA
Hipofraccionamiento y la radiobiología asociada
Nuevas modalidades de planificación e irradiación de neoplasias
Radiosensibilizantes y radioprotectores
Radiobiologia espacial
Utilizacion comercial de las radiaciones ionizantes