Radioterapia: ¿Cuál es la explicación de fondo para el modelo lineal cuadrático en la supervivencia de las células irradiadas?

Digamos que, en un cultivo de células dado, estás tratando de estudiar el efecto de la recuperación de las células normales y tumorales irradiándolas o la letalidad de la dosis administrada. Esto puede lograrse de dos maneras: A) como consecuencia de una sola radiación ionizante o B) como consecuencia de dos eventos ionizantes separados que interactúan en pares para crear un daño letal.

Hablemos del daño de tipo B: en este tipo de daño, lo que se ve es que hay un intervalo de tiempo entre los dos eventos de ionización separados. En ese marco de tiempo dado, lo que esas células están haciendo es enviar señales a los coordinadores de sus mecanismos de reparación. Entonces, finalmente, observa que estas células han vuelto a su estructura normal (rupturas de ssDNA reparadas). Sin embargo, en el daño de tipo A, las roturas de dsDNA tienen lugar con un único haz ionizante. Por lo tanto, la oportunidad de reparación es un determinante importante de la cantidad de daño Tipo B, y el tiempo necesario para administrar el tratamiento, la tasa de dosis y la tasa de reparación del daño sub-letal tiene influencia en él.

Esto es esencialmente lo que el modelo de LQ toma en consideración junto con los factores, los dos principales parámetros radiobiológicos son la relación alfa / beta del tejido y la constante de recuperación del daño subletal (mu).

  • La relación alfa / beta no es más que, para un tumor u órgano dado, la dosis física a la que los dos tipos de daño biológico (Tipo A y Tipo B) son iguales. El daño tipo A predomina a dosis de magnitud menor que alfa / beta, mientras que, a dosis más altas, predomina el daño tipo B. Por lo tanto, para cualquier dosis dada, la reducción en la muerte celular provocada por una reducción en la dosis por fracción o tasa de dosis será relativamente mayor en los tejidos bajos en alfa / beta. Por lo tanto, en relación con los tumores que reciben la misma dosis y el mismo patrón de administración de radiación, se esperaría que los tejidos normales de respuesta tardía se evitaran preferentemente en los tratamientos que implican tamaños de fracciones pequeños o bajas tasas de dosis.
  • El modelo LQ se centra exclusivamente en el efecto de la recuperación, es decir, en los cambios en la dosis por fracción, y no incluye el efecto del tiempo total del tratamiento.
  • Se considera que el modelo de LQ es la fórmula matemática más apropiada para ajustarse a los datos de fraccionamiento de dosis disponibles a nivel de tejido, sin ningún fondo biológico.