Valencia impulsa el primer acelerador de hadrones en España. Tecnología de vanguardia contra el cáncer: el proyecto LINAC6+

Benito Gimeno Martínez, Catedrático de Electromagnetismo del Departamento de Física Aplicada y Electromagnetismo de la Universitat de València, y miembro del Instituto de Física Corpuscular IFIC (centro mixto CSIC-Universitat de València).

Actualmente podemos considerar que los equipos de protonterapia — al igual que los aceleradores de rayos X y electrones — se pueden adquirir de forma relativamente sencilla en la industria que fabrica unidades de radioterapia. Es decir, estas tecnologías están transferidas completamente al sector industrial, aunque obviamente se sigue trabajando para su mejora. Sin embargo, a día de hoy los aceleradores de hadronterapia no están tan desarrollados como los anteriores, y en los próximos años se dedicará mucho esfuerzo y recursos para su estudio y desarrollo e incorporación de esta nueva técnica al tratamiento clínico y terapia contra el cáncer.

El desarrollo de instrumentación necesaria para hacer clínicamente viable y competitiva a la hadronterapia es una de las prioridades del entorno científico-tecnológico europeo. En España se está trabajando en el desarrollo de un acelerador para terapia con iones desde 2019. En este escenario se enmarca el proyecto LINAC6+.

El proyecto LINAC6+ consiste en el diseño, fabricación, calibración y puesta a punto de un acelerador lineal de iones de C⁶⁺. Este proyecto tiene tres fases: un inyector que genera iones de baja energía hasta ≈10 MeV/nucleón, una etapa de aceleración que eleva su energía hasta ≈450 MeV/nucleón, y la etapa de deposición de dosis según requieran los requisitos clínicos. La propuesta que está ahora en marcha es la primera fase, por lo que coloquialmente podemos decir que estamos desarrollando un inyector de iones de C⁶⁺ (ver Figura 1). Este equipo está siendo desarrollado por empresas nacionales de la Industria de la Ciencia de España (https://www.induciencia.es/la-industria-de-la-ciencia/) lideradas por la empresa AVS (https://www.a-v-s.es/) con el soporte y apoyo científico-tecnológico de centros de investigación, laboratorios y universidades nacionales e internacionales, entre ellos el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT (https://www.ciemat.es/), y el CERN (https://home.cern/), que es el centro internacional más importante en física de aceleradores y física de partículas.

Desde un punto de vista global, el proyecto LINAC6+ tiene tres líneas de actuación esenciales: desde un punto de vista científico se trata de avanzar en aspectos radiobiológicos y biomédicos en la radioterapia con iones pesados; desde un punto de vista de la innovación el equipo se construirá con empresas nacionales en colaboración con la Industria de la Ciencia de España; y desde un punto de vista clínico supondrá un proyecto asistencial para el sistema público de salud a nivel nacional.

A nivel operativo, el inyector pretende ser un laboratorio de radiobiología para hadronterapia, generando haces de iones de C⁶⁺ que puedan emplearse fundamentalmente en experimentos de radiobiología, pero también de física nuclear y otros campos de la ciencia, la tecnología y la industria. También se está contemplando la generación de haces de He²⁺ y de protones, con el fin de poder comparar los tres tipos de terapia en muestras similares y con las mismas condiciones de operación. Es decir, la idea es poder hacer ensayos en la misma instalación con iones de carbono, iones de helio y con protones, con el fin de poder comparar los tres tipos de terapias en ensayos realizados en el mismo laboratorio, lo que supone una infraestructura única en España  con un enorme potencial científico y de apoyo a las terapias que se implanten en protones en los hospitales nacionales.

Esta instalación de radiobiología será un nuevo laboratorio del Instituto de Física Corpuscular IFIC (https://webific.ific.uv.es/web/), que es un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC (https://www.csic.es/es) y de la Universitat de València (https://www.uv.es/), y ya se está proyectando para su instalación en el Campus de Burjasot-Paterna de la Universitat de València. A nivel técnico, mediante un convenio entre el CSIC y la Universitat de València (https://www.youtube.com/watch?v=Zvot5s7R9Mk), la idea es poder analizar la viabilidad de poder desarrollar a nivel nacional una parte esencial de una instalación completa de hadronterapia, construyendo la fase del inyector como una primera etapa. Desde un punto de vista práctico, esta primera fase servirá para poner en marcha una instalación singular dentro del estado español donde se podrán realizar experimentos de radiobiología y otro tipo de pruebas relacionadas con la ciencia, la tecnología y la industria.

El proyecto HADRONTERAPIA de construcción de este inyector se haya en fase de ejecución desde diciembre de 2023 mediante un proceso de Compra Pública Precomercial de servicios I+D cofinanciada por el Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación CDTI (https://www.cdti.es/hadronterapia), y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) en el marco del Programa Operativo Plurirregional de España 2021-2027 a través de un convenio de colaboración suscrito con el CSIC (Boletín Oficial del Estado, 23/02/2023, número 46, sección III, p. 27662), que será la institución titular de la instalación. La dotación económica es de 21,8 millones de euros con IVA, y su periodo de ejecución es de 55 meses, por lo que la instalación debería estar operativa a finales del año 2028. El prototipo desarrollado se ubicará en las instalaciones del IFIC-CSIC en la Comunidad Valenciana en un nuevo edificio dedicado a ello. De otro lado, el coste de la construcción del edificio donde se alojará el inyector se estima en unos 8 millones de euros.

Una acción importante en la que se está trabajando actualmente en paralelo con la construcción del inyector de iones y del diseño del edificio es la creación de una comunidad de usuarios que usen esta infraestructura singular. Esta comunidad permitirá planificar el uso de la instalación a diferentes grupos nacionales e internacionales de la forma más eficiente posible. Además, evaluará las peticiones que se presenten en base a criterios de excelencia, priorizando los experimentos que tengan más relevancia desde un punto de vista científico y clínico.

Es muy importante remarcar la participación del CIEMAT en el desarrollo de este proyecto, ya que esta institución pública ha coordinado desde el principio a los diferentes grupos de trabajo implicados, además de realizar una importante contribución en aspectos tecnológicos y científicos en el análisis y diseño del inyector.

Conclusiones

En este trabajo se ha presentado un resumen del proyecto LINAC6+ y de su primera fase, que consiste en el desarrollo de un inyector de haces de iones de carbono para un laboratorio de radiobiología donde se realizarán ensayos biológicos; hemos planteado la posibilidad de que esta instalación también genere iones de helio y protones. Este nuevo laboratorio se instalará en la Comunidad Valenciana, y permitirá hacer investigación de primer nivel en hadronterapia, y también en otros campos de la ciencia, la tecnología y la industria. Esta nueva instalación constituirá una infraestructura singular con un enorme potencial para nuevos estudios científicos, desarrollo de tecnologías innovadoras relacionadas con la hadronterapia, y también de fuerte apoyo a los hospitales que hayan implantado la terapia de protones mediante estudios detallados de posibles nuevos procesos y evolución de la terapia.

Figura 1: Esquema preliminar del búnker del proyecto LINAC6+.