06 February 2020
¿Cómo aplicar los conocimientos adquiridos en el Magíster de Física Médica para impactar en la calidad del tratamiento en radioterapia de personas con cáncer? ¿Es posible crear herramientas para tener profesionales mejor capacitados a la hora de decidir un tratamiento? Estas eran algunas de las preguntas que movieron a Eduardo Cisternas, egresado del pregrado y del Magíster de Física Médica de la Facultad de Física UC, a crear MatRad, un software de código abierto capaz de planificar un tratamiento para pacientes con cáncer de forma óptima. El impacto de su investigación fue rescatado por MIT, se incluyó a Eduardo entre los 100 jóvenes innovadores del año 2019, y reconoció su trayectoria científica en una ceremonia realizada el 30 de enero en Ciudad de México.
Si bien los aceleradores lineales, equipos clínicos con los que se irradia a los pacientes de cáncer, incluyen softwares de planificación con los que se determina la dosis y la frecuencia del tratamiento de radioterapia, los alumnos de Física Médica de los países en vías de desarrollo muchas veces no tienen acceso a estas herramientas para capacitarse. Por razones de seguridad médica, los planificadores de estos equipos son softwares cerrados, en los que el usuario no puede modificar nada, y sus licencias son extremadamente costosas, por lo que no es fácil para estos profesionales hacer investigación en esta área o entrenarse en el uso de estos equipos críticos. "Si tú tienes una idea y quieres comprobarla o implementar una nueva técnica, no tienes dónde ni cómo testearla. Es por esto que, durante mi tesis del Magíster de Física Médica, con mis profesores guías del Instituto de Física UC y del Centro Alemán de Investigación contra el Cáncer en Heidelberg decidimos crear MatRad, un programa de código abierto, que cualquier persona puede manipular para tener un primer acercamiento a un sistema de planificación de terapia real, que integra conceptos de radiobiología para ofrecer el tratamiento menos dañino. Con él, un estudiante de Física Médica puede ver qué pasa con un tumor si cambia la energía, o los ángulos de tratamientos, constatando la efectividad de cada decisión según los parámetros que le entrega al sistema. Por ejemplo, si estás tratando un tumor cerca de la espina dorsal, debes ser capaz de entregarle la cantidad máxima de dosis, fraccionada en la cantidad de tiempo óptimo para que este sea eliminado, pero sin pasar los límites, ya que podrías dejar a la persona inválida. Yo no inventé la rueda, lo que hice fue estudiar el trabajo de muchos científicos, entender lo que hicieron, y juntar todos estos hallazgos para programarlos en un mismo software abierto para todo el mundo", explica Eduardo.
Las proyecciones muestran que el cáncer es una enfermedad en crecimiento, producto del aumento de la esperanza de vida y factores de riesgo propios del mundo occidental, como las altas tasas de sedentarismo o la mala alimentación. En este contexto, toda innovación en el abordaje del cáncer tiene un alto impacto social y puede cambiar la vida de un paciente y su familia. Consciente de ello, siendo un estudiante de la Licenciatura en Física, Eduardo cursó un electivo de Introducción a la Física Médica, que marcó su rumbo profesional. Tras graduarse, obtuvo el apoyo de la Beca San Andrés del College UC y una Beca de la Facultad de Física. Ambas le permitieron iniciar su Magister e ir desarrollando un camino apasionante. "La formación integral que recibí como estudiante de Física fue excelente. Tuvo un componente matemático muy fuerte, y eso te ayuda a ver los problemas de forma distinta, te modela la forma de pensar, y adquieres una estructura muy útil en todo ámbito de la vida. Gracias a las competencias de programación, cuando entré al Magíster pude trabajar en distintas áreas, desde la Anatomía, la Biología, y obvio, la Física, para aplicarlas en el desarrollo de nuevas tecnologías y tratamientos para los pacientes", afirma el investigador.
Para terminar el programa de postgrado, Eduardo viajó para desarrollar su tesis en el Centro Alemán de Investigación contra el Cáncer: "Cuando llegué a Alemania fue impresionante ver cómo una cantidad enorme de científicos está trabajando para resolver temas relevantes en la salud humana. Desde Chile me era difícil darme cuenta de que se puede vivir de la ciencia, y que es posible hacer investigación de alto impacto, pero la experiencia en este país me marcó, y me di cuenta que tenía que "echarle para adelante", porque se podía vivir de hacer investigación con sentido".
En radioterapia existen distintos tipos de técnicas, que dependen de qué partículas se utilizan según las máquinas a las que se tienen acceso. En la mayoría de los países en vías de desarrollo, como es el caso de Chile, el tratamiento se hace en base a fotones. Sin embargo, en USA, Japón y algunos países de Europa se está innovando con opciones más precisas en base a protones o iones pesados. MatRad ha logrado utilizar un mismo código, para hacer planificaciones con los tres tipos de partículas, por lo que se puede hacer investigación usando todo el potencial del conocimiento de frontera y la vanguardia tecnológica. Esta característica hizo que fuera reconocido por la comunidad científica internacional. Luego de un desarrollo de 6 meses, Eduardo entregó su tesis, y mandó los resultados al Congreso Internacional de Física Médica en Canadá, el año 2015. Este paper quedó segundo lugar en el concurso de "Investigador Joven". Esta plataforma le dio difusión a MatRad, y actualmente más de 29 grupos de investigación de distintas Universidades del mundo, así como Centros de Cáncer están utilizando el programa. Al ser de código abierto cualquier persona puede hacer contribuciones, crear nuevos módulos, enriqueciendo software. Se ha logrado crea una comunidad, y una colaboración en su mejora continua.
Tras su paso por Alemania, Eduardo partió a la Universidad Duke, donde se encuentra actualmente haciendo su Doctorado en Física Médica gracias a la Beca Fulbright. Su nuevo desafío es ambicioso, altruista, e innovador: incorporar inteligencia artificial a MatRad, integrando redes neurales para poder automatizar la planificación, de modo que el programa pueda tomar decisiones por si solo y hacer propuestas de tratamientos óptimos al profesional. El sueño es crear una central en la cual los Doctores de lugares con pocos Físicos Médicos, como en los países africanos o centroamericanos, por ejemplo, puedan mandar la información de sus pacientes al software vía internet, y que este haga una planificación del tratamiento óptimo de manera automática y la envíe de vuelta al profesional de la salud, disminuyendo los costos de la radioterapia, impactando en la vida de poblaciones con menos recursos.
