Investigadoras del ibs.GRANADA validan herramientas clave para hacer más precisos los tratamientos contra el cáncer con emisores alfa
El estudio, publicado en la revista Physics in Medicine & Biology, confirma por primera vez que el código Monte Carlo PENHAN es una herramienta fiable para calcular la dosis de radiación en terapias dirigidas con radionúclidos emisores alfa
Investigadoras del grupo de Física Médica del Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada (ibs.GRANADA) y de la Universidad de Granada han realizado un estudio para comprobar la fiabilidad de dos herramientas informáticas de simulación muy utilizadas en física médica, PENHAN y FLUKA, para el estudio de tratamientos con emisores alfa.
Estas herramientas permiten simular con gran detalle cómo la radiación deposita energía en el organismo a una escala muy pequeña, incluso a nivel celular. Este tipo de cálculo es fundamental en las terapias dirigidas con radionúclidos emisores alfa, una estrategia emergente para tratar algunos tipos de cáncer.
El trabajo demuestra que ambos códigos de simulación son, en general, adecuados para estudiar situaciones relevantes en este tipo de tratamientos. Además, el estudio valida por primera vez el código PENHAN como herramienta fiable para este campo. También detecta algunas anomalías en casos concretos con el código FLUKA, un hallazgo importante que permitirá mejorar su uso y aumentar la seguridad y precisión de futuros estudios.
La terapia dirigida con radionúclidos consiste en administrar al paciente un radiofármaco, es decir, un medicamento que contiene un isótopo radiactivo. Este compuesto se acumula en el tumor y libera radiación de forma localizada para dañar las células cancerosas.
En la práctica clínica actual, la mayoría de los radiofármacos aprobados utilizan isótopos que emiten electrones. Es el caso, por ejemplo, del yodo-131 en el tratamiento del cáncer de tiroides o del lutecio-177 en tumores neuroendocrinos. En cambio, entre los tratamientos aprobados, solo uno emplea emisores alfa: el radio-223, usado en metástasis óseas del cáncer de próstata.
Los emisores alfa despiertan un interés creciente porque pueden concentrar la dosis de radiación en áreas muy pequeñas, protegiendo las células sanas, y causar un mayor daño biológico en las células tumorales. Por eso, radionúclidos como el astato-211 o el actinio-225 se están investigando como posibles herramientas para nuevas terapias contra el cáncer.
Para que estos tratamientos sean seguros y eficaces, es esencial conocer con mucha precisión cómo se distribuye la dosis de radiación a nivel celular. Por ello, las técnicas Monte Carlo son una herramienta fundamental, ya que permiten simular cómo interactúa la radiación con los tejidos.
Sin embargo, para confiar en sus resultados, estos códigos deben validarse rigurosamente. En dosimetría celular, donde los experimentos tienen limitaciones técnicas, esta validación suele hacerse comparando distintos códigos de simulación entre sí y contrastándolos con modelos analíticos de referencia.
En este estudio, las autoras compararon los resultados obtenidos con PENHAN y FLUKA para distintos radionúclidos emisores alfa y un modelo celular simplificado. Los datos muestran que ambos códigos ofrecen resultados estadísticamente compatibles en la mayoría de los casos analizados.
Aun así, se detectaron pequeñas discrepancias en situaciones concretas, lo que permitió identificar comportamientos anómalos en FLUKA. Estas observaciones se comunicaron a los desarrolladores del programa, contribuyendo a su mejora y subrayando la importancia de validar de forma exhaustiva las herramientas de simulación utilizadas en física médica. Además, los resultados también se compararon con MIRDcell, una herramienta analítica de referencia en este ámbito, lo que refuerza la solidez del trabajo.
Según explica Lidia Palenciano Castro, investigadora del grupo A11-Física Médica del ibs.GRANADA y autora principal del estudio, “contar con herramientas Monte Carlo validadas es esencial para comprender cómo actúan los emisores alfa a escala celular y avanzar hacia tratamientos oncológicos cada vez más seguros y personalizados”.
En conjunto, este estudio aporta una mayor garantía sobre la fiabilidad de los códigos Monte Carlo usados en la investigación de terapias dirigidas con emisores alfa. Se trata de un avance relevante para el desarrollo de tratamientos contra el cáncer más seguros, eficaces y personalizados.
El trabajo forma parte del proyecto PID2022-137543NB-I00 y está financiado por MICIU/AEI/10.13039/501100011033/ y por FEDER, UE.
Referencia bibliográfica:
Palenciano-Castro, L. and Anguiano, M. (2025). Evaluation and comparison of PENHAN and FLUKA Monte Carlo codes for small-scale dosimetry in targeted radionuclide therapy with alpha emitters. Physics in Medicine & Biology, 70, 245027. https://doi.org/10.1088/1361-6560/ae2aa6
Sobre el grupo
El grupo de investigación A11-Física Médica del ibs.GRANADA centra su actividad en la aplicación de la física a la medicina, con especial atención al ámbito oncológico. Su trabajo abarca la dosimetría en radioterapia y medicina nuclear, el desarrollo de nuevas herramientas de simulación y medida de la radiación, y la investigación en técnicas avanzadas que contribuyen a mejorar la precisión, la seguridad y la personalización de los tratamientos clínicos.
Más información: https://www.ibsgranada.es/grupos-de-investigacion/a11-fisica-medica/
