25-29 May, 2015

Efectos de las radiaciones ionizantes.Líneas actuales de investigación en el

ámbito internacional

P: Plenary EO: Eye Opener

LS: Luncheon SY: Symposium

PS: Poster Session OS: Oral Session

CL: Congress Lecture

Aproximadamente: 1500 participantes1000 posters

500 exposiciones orales

ORGANIZACIÓN DEL CONGRESO

Líneas actuales de investigación en el ámbito internacional

• Investigación básica

• Investigación aplicada

CÉLULAS PLURIPOTENTES (Yamanata premio Nobel 2012)

• Progresos en la generación de células pluripotentes a partir de células adultas de la mismapersona.

• 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

• Investigación básica

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

EFECTOS NO CANCER

• Efectos cardiovasculares

• Efectos inmunológicos

CICLO CELULAR

• Muchos trabajos sobre regulación por irradiación y puntos de control

• 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

HIPOXIA TUMORAL: tumores hipóxicos son más radioresistentesTumores 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

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 MICROHA CES

IMAGEN MICROSCOPICA

No solo para partículas sino también para radiación X y electrones

• Desarrollos de nuevos microhaces para estudios de efectos de radiaciones

• Irradiación del citoplasma solamente, modifica la respuesta bystander

Zona irradiada

Zona dañada

PULMON

EFECTO ABSCOPAL: Efecto de la radiación a distancia del foco de irradiación dentro del mismo órgano o en otro distante

• 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

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»

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

Investigación aplicadaRADIOTERAPIA

• 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

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

RESUMIENDOINVESTIGACION 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 transformaciónneoplásica 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 APLICADAHipofraccionamiento y la radiobiología asociada

Nuevas modalidades de planificación e irradiación de neoplasias

Radiosensibilizantes y radioprotectores

Radiobiologia espacial

Utilizacion comercial de las radiaciones ionizantes