Saul Hertz y los usos del yodo en radiomedicina

Una pregunta esencial

La relación floreciente entre medicina y física había empezado unos años antes, poco después de que Frédéric Joliot y Irène Joliot-Curie recibieran el premio Nobel de Química en 1935. Este premio reconocía su labor sintetizando nuevos isótopos radiactivos artificiales. El 12 de noviembre de 1936, el presidente del MIT dio una charla en la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard titulada: "Qué puede hacer la física por la biología y la medicina". En esta ocasión, mencionó la posibilidad de fabricar isótopos radiactivos para buscar nuevas aplicaciones en medicina. 

Hertz, entonces director de la clínica de tiroides en el MGH, asistió a la charla. También acudieron otros médicos, como el Dr. James Howard Means, jefe médico del MGH y uno de los pioneros de la clínica. Hertz era endocrino y especialista en tiroides. Esta glándula con forma de mariposa y recubierta de bultitos había cautivado a Hertz, que estudiaba maravillado cómo regula el metabolismo con la precisión de un reloj suizo. Hasta que deja de funcionar. Por ello, dedicaba sus horas de trabajo a arreglar tiroides defectuosas, una condición que suele afectar más a las mujeres, y que incluye problemas como la pérdida de peso, la fatiga, la ansiedad y la irritabilidad.  

Una tiroides "hiperactiva" puede extirparse mediante cirugía. Sin embargo, en algunos pacientes con enfermedad de Graves (una enfermedad autoinmune que causa hipertoidismo), este procedimiento es muy costoso y peligroso. Por este motivo, tanto Hertz como Means buscaban una alternativa. Probaron a bombardear a los pacientes con rayos X para destruir el tejido dañado, pero era una solución problemática: la radiación también dañaba los tejidos sanos. 

Varios estudios habían establecido que la tiroides absorbe yodo, necesita este elemento para funcionar correctamente. La falta de yodo causa una enfermedad: el bocio. Durante la charla de Compton, algo hizo clic en la cabeza de Hertz. Levantó la mano y preguntó algo esencial: "¿Podría fabricarse yodo radiactivo, de forma artificial?"

La respuesta llegó al cabo de un mes. Compton confirmó las sospechas de Hertz; unos años atrás, en 1934,  el físico Enrico Fermi había fabricado yodo radiactivo. Los resultados estaban publicados en la revista científica Nature. Este isótopo artificial de yodo (el yodo-128) tiene una semivida de 25 minutos. En ese tiempo, la mitad de los átomos de yodo radiactivo en una muestra se han desintegrado. Durante este proceso, los átomos emiten radiación. La mitad del yodo-128 remanente seguirá transmutando y emitiendo radiación, hasta que no queden restos de la sustancia radiactiva.

Hertz aventuró que quizás la desintegración radiactiva del yodo-128 podría eliminar el tejido "hiperactivo" de la tiroides. Pero, al contrario que los rayos X, dejaría inalterado al tejido sano, porque el yodo es absorbido de forma muy selectiva por esta glándula. El 23 de diciembre de 1936, escribió una carta a Compton: "[espero que el yodo radiactivo] sea un método terapéutico útil para tratar los casos de tiroides hiperactivo."

Hertz no perdió tiempo y decidió investigar nuevos tratamientos. Junto con un colega investigador del MIT, un físico y reconocido pianista llamado Arthur Roberts, empezó a explorar la terapia con conejos. En 1937 consiguieron financiación de Harvard y decidieron inyectar estos animales con pequeñas cantidades de yodo-128. Roberts había usado una fuente de neutrones de radio y berilio para crear el yodo radiactivo artificial en el centro de radiactividad del MIT, liderado por Robley Evans. 

Los investigadores midieron las emisiones radiactivas utilizando un contador Geiger. Según estas estimaciones, la mayor parte del yodo era absorbido por la tiroides, mientras que el resto se eliminaba con la orina. Buenas noticias: el yodo radiactivo no se acumula en ningún otro órgano. Y, todavía mejor, todo parecía indicar que la tiroides hiperactiva absorbía mucho más yodo que una glándula sana. Los estudios de Hertz y Roberts también demostraron que la radiactividad podía utilizarse para seguir los movimientos del yodo por el cuerpo y comprender mejor la fisiología de la tiroides. Pronto, predijo Hertz, el yodo radiactivo podría curar el bocio, las tiroides hiperactivas, incluso el cáncer. Pero para poder utilizar este tratamiento en humanos, necesitaban un isótopo con una semivida más larga. 

En ese momento, curar el cáncer con isótopos radiactivos sonaba a utopía. Pocos médicos consideraban el potencial terapéutico de las partículas beta, emitidas por los átomos radiactivos desintegrándose y convirtiéndose en sustancias más estables. Pero Hertz no era el único científico avanzado a su tiempo. 

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Primer tratamiento con yodo radiactivo en humanos

En Boston, el equipo del MIT y el MGH necesitaba su propia fuente de yodo radiactivo más longevo, y decidieron explorar la posibilidad de construir su propio ciclotrón. Por aquel entonces, las ayudas a la investigación provenían, mayoritariamente, de donaciones filantrópicas y fundaciones privadas, quienes elegían entre las diferentes propuestas de los científicos. En este caso, los investigadores lograron convencer a la Fundación Markle, en Nueva York, para que financiara un nuevo ciclotrón en el MIT.

El 31 de marzo de 1941, Hertz y Roberts tenían sus muestras de yodo radiactivo listas, gracias al ciclotrón Markle. Aunque casi todo era yodo-130, una pequeña cantidad de las muestras era yodo-131, el isótopo con semivida más larga.

Cuando Elizabeth D. se tomó el cóctel de yodo radiactivo y agua, se convirtió en la primera paciente en recibir este novedoso tratamiento para la tiroides. Roberts midió la absorción del radioisótopo con un contador Geiger, que situaba cerca del cuello de la paciente. 

"La radioactividad era una cosa gloriosa, maravillosa," dijo Evans en una entrevista en 1978, donde también recuerda que antes de la Segunda Guerra Mundial apenas se temía a la radioactividad. Los pacientes se bebían "un vaso de agua con yodo radiactivo, y molaba. A los medios les encantaba. Al público, también."

Hertz siguió dando estos cócteles radiactivos a sus pacientes. Mientras tanto, en California, Hamilton, Soley y John Lawrence empezaron sus propios estudios terapéuticos en 1941. Ambos equipos estaban entusiasmados con los resultados: la hinchazón del bocio disminuía sin apenas complicaciones. Durante una conferencia en 1942, Hertz informó que el yodo radiactivo "va directamente a la tiroides inflamada y, en apenas 15 minutos, emite suficiente radiación como para convertirse en un tratamiento prometedor."

El concepto de "teragnósticos", sustancias que, al mismo tiempo, pueden utilizarse para diagnosticar y tratar una enfermedad, se convertiría en un éxito absoluto. La primera hipótesis de Hertz dio en el clavo.

En 1943, Hertz tuvo que abandonar temporalmente su clínica y su investigación para unirse a la armada estadounidense como voluntario, al mismo tiempo que avanzaba la medicina nuclear. Mientras tanto, Evans y Chapman continuaron el trabajo del equipo de la costa este en el MGH.

Después de la guerra, en 1946, los equipos de Boston y California presentaron los resultados de sus estudios, tras años de trabajos y varios pacientes. Las conclusiones eran impresionantes, la gran mayoría de pacientes estaban completamente curados de la enfermedad de Grave.

Aun así, Hertz estaba preocupado. Sintetizar yodo radiactivo en ciclotrones era un proceso tedioso, caro y muy largo; llevar a cabo estudios más grandes y aplicar los tratamientos de forma global sería complicado. Empezó a presionar a los militares para que compartieran los restos de yodo radiactivo generados durante la fabricación de bombas atómicas en Oak Ridge, Tennessee. Y lo consiguió. A partir de una bomba, diseñada para destruir vidas humanas, obtuvo el ingrediente mágico para salvarlas. Una nueva terapia prometedora.

Hertz siguió estudiando la relación entre el yodo radiactivo y la tiroides, y se convirtió en pionero de la terapia dirigida para eliminar el cáncer. Su trabajo, así como los estudios de los hermanos Lawrence, Joseph Hamilton y otros científicos, sentó las bases para el campo de la medicina nuclear. Pronto, otros descubrimientos de hombres y mujeres sucedieron a estos avances. Gracias a los conceptos de la física, la química y la medicina pudieron diseñar nuevas terapias basadas en los progresos de antes de la guerra.

En 1947 empezó a usarse yodo radiactivo para estudiar los tumores cerebrales, en 1950 para estudiar cómo se acumula la sangre en el corazón, en 1955 para estudiar el gasto cardíaco (el volumen de sangre expulsado de un ventrículo cada minuto) y para obtener imágenes del hígado. En 1982 se utilizó el yodo radiactivo para tratar melanomas malignos, una aplicación que todavía se sigue empleando. Además, se han desarrollado muchos otros radiofármacos para técnicas de imagen, diagnóstico y terapia. 

Millones de pacientes (incluida la madre de Glenn Seaborg, que pudo curarse el hipertiroidismo, en parte, gracias al yodo-131 descubierto por su hijo) han disfrutado de una vida mejor gracias a los descubrimientos y colaboraciones interdisciplinares de médicos y científicos.

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