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Marina Di Giorgio
Autoridad Regulatoria Nuclear
AUTORIDAD REGULATORIA NUCLEAR
Biodosimetría en escenarios con víctimas múltiples
Enfoque de la Red Latinoamericana de Dosimetría Biológica
IX Latin American IRPA Regional Congress on Radiation Protection and Safety
IRPA 2013- Rio de Janeiro, RJ, Brazil, April 15-19, 2013
Qué es un evento con víctimas múltiples?
• Involucra un gran número de personas que necesitarán ser evaluadas en:
�Expuestas y requiriendo tratamiento médico�Expuestas pero por debajo del nivel que
requiere tratamiento médico�Worried well (preocupado)Un escenario con víctimas múltiples es aquél que excede la capacidad de respuesta de los respondedores locales
Planificación
• Aspectos importantes:�Aprender de las experiencias previas
(lecciones aprendidas)�Prever potenciales escenarios�Mantener operativa la revisión permanente
de los recursos médicos y biodosimétricos�Disponer de planes preparados�Realizar ejercicios
Emergencias radiológicas/nucleares (1)
• AccidentalesTres tipos:�Emergencias en reactores – fusión del
núcleo por pérdida del refrigerante�Criticidad - Fisión no controlada�Fuentes huérfanas – perdidas o robadas
Emergencias radiológicas/nucleares(2)
• Maliciosas (criminalidad)Tres tipos:• Dispositivos de exposición radiológica
(fuentes selladas)• Dispositivos de dispersión radiológica
(bomba sucia)• Dispositivos nucleares improvisados
Triage médico (1)
• Inmediata clasificación de las víctimas en categorías de importancia médica
• Basada en:• Signos tempranos (prodromos)• Relato del paciente (localización, tiempos)• Trauma asociado (tratar primero las lesiones
con compromiso de vida) • Información de la naturaleza del evento
Triage médico (2) • Clasificación inicial de las personas
irradiadas para establecer:• Las que no requieren tratamiento (Dosis
“cero” y < 1 Gy• Las que probablemente requieran
tratamiento después de posteriores observaciones (1-4 Gy)
• Los que requieren tratamiento inmediato • (>4 Gy)• Los que superan la posibilidad de
tratamiento médico (> 10 Gy)
Triage médico/biodosimétrico (3)• El tratamiento es iniciado basado en los signos
y síntomas, no en las dosis estimadas• El triage biodosimétrico inicial necesita ser solo
aproximado:• <1 Gy; 1-2 Gy; 2-4 Gy; 4-6Gy; >6Gy• El tratamiento basado en las manifestaciones
clínicas iniciales puede conducir a falsos positivos y falsos negativos
• La biodosimetría permite una clasificación más precisa de la personas en categorías de dosis (triage secundario)
Capacidad Biodosimétrica• Definición: Un evento con víctimas múltiples
excede la capacidad de respuesta de los respondedores locales.
• Los laboratorios de biodosimetría son escasos
• Muchos países no poseen laboratorios• Muy pocos países tienen más de un lab. • Los laboratorios suelen tener un staff
pequeño con pocos especialistas entrenados.• La capacidad de respuesta es limitada.
Algunos ejemplos
• Algunos ejemplos de biodosimetrías con víctimas múltiples
• Lugar Año No. de personas• Chernobyl 1986 > 100, 000 • Goiania 1997 ~250• Concepcion 2005 ~230• Dakar 2006 ~60• Tokaimura 1999 ~40
Dosimetría Biológica de Acuerdo a los Distintos Escenarios de Sobreexposición
Sobreexposición Aguda - Reciente Sobreexposición Crónica o Pasada
Aberraciones Cromosómicas Inestables (ACI)Dicéntricos y Anillos Céntricos
Aberraciones Cromosómicas Estables (ACE)Translocaciones, Inversiones
Citogenética Convencional
Micronúcleos (MN)
Hibridación In Situ por Fluorescencia (FISH)
Bajo nº de casos Alto nº de casos
PCC(ring)
0,1-5Gy 0,1-20Gy 0,2-5Gy 0,3-5Gy
Altas dosis(0,1 – 20) Gy500 célulasCondensación Prematura de Cromosomas
PCC-R
Alto número de individuos
(0,2 – 5) Gy1000 células binucleadas
CBMNMicrnúcleos
Sobreexposición pasada, crónica
(0,3 – 5) Gy1500 metafasesPintado cromosómico por
FISH
Translocaciones
Sobreexposición aguda reciente
(0,1 – 5) Gy500 metafasesCitogenética Convencional
Dicéntricos + anillos céntricos
Curva de Calibración.
Rango de Dosis (Gy)
Recuento de aberraciones
cromosómicas
Técnica de Visualización
Dosímetro Citogenético
Aplicación
Dosimetría Biológica
CARACTERÍSTICAS DIC FISH PCC CBMN
Persistencia del efecto (hasta 14 días) SI SI SI SI
Persistencia del efecto (12 meses o más) NO SI NO NO
Reproducibilidad de las observaciones SI SI SI SI
Relación conocida dosis-efecto (curva de calibración) SI SI SI SI
Especificidad a la radiación SI SI* SI SI*
Baja variación interindividual SI SI* SI SI*
Sensibilidad a diferentes calidades de radiación SI SI SI SI
Fácil recolección de la muestra SI SI SI SI
Temprana disponibilidad de los resultados NO NO NO NO
Permitir la evaluación de exposiciones inhomogéneas SI NO SI EI
Susceptible de automatización SI SI SI SI
Bajo límite de detección (≤ 0,5 Gy) SI SI SI SI
Dosis absorbida en un tejido NO NO NO NO
Dosis absorbida a todo el cuerpo SI SI SI SI
DESEMPEÑO DE LOS MÉTODOS CITOGENÉTICOS ESTÁNDAR
SISTEMAS DE ALTO RENDIMIENTO
Los métodos descriptos se basan en el recuento visual (microscopía) y por lo tanto, en su procedimiento estándar, no son apropiados para utilizar en casos de sobreexposiciones con víctimas múltiples, que requiere la realización de un screening rápido y la priorización de las víctimas para su atención médica.
Existen tres enfoques para convertir los métodos convencionales en métodos de alto rendimiento (high-throughput) con fines de triage citogenético (biodosimétrico):1. Recuento con criterio de trige: Citogenética convencional,
MN2. Aplicación de sistemas automatizados para el recuento de
dic; MN; PC3. Trabajar en redes de dosimetría biológica
Triage inicial de las víctimas de un accidente radiológicoEl rol de la dosimetría citogenética
DICÉNTRICOS MICRONÚCLEOS
Tiempo de cultivo
48 horas 72 horas
Nº de células observadas
50 500
Tiempo de recuento de las
aberraciones1-2 horas 1-2 horas
Precisión de la estimación
±±±± 1 Gy ±±±± 0,5 Gy
Pueden realizarse estimaciones preliminares de la dosis medianteanálisis cromosómico que contribuyen con el triage inicial de lasvíctimas, basado en signos clínicos.
OTROS CRITERIOS DE TRIAGE
T= N/L +E, donde E=0 si no hay emesis; E=2 si hay emesis
En una población normal N/L=2,2 Aplicable para tiempos post-exposición > 4 h Permite distinguir dosis <1Gy de dosis > 1 Gy con una sensibilidad 89%; especificidad 93%
Si T> 3,7 el paciente debe ser derivado para una posterior evaluación más exhaustiva
Sistema automatizado de localización y captura de metafases
Este sistema permite una reducción del 20% del tiempo de recuento de aberraciones cromosómicas.
Recuento automatizado de dicéntricos (dicentric hunter)
Programas comerciales
Desarrollo de programas libres de costo para que los laboratorios que no puedan adquirir sistemas comerciales.Ej: "pipeline" para la detección de MN en linfocitos (versión 1.0), sobre la base de unprograma (plataforma) de análisis de imágenes,CellProfiler (www.cellprofiler.org).
Sistemas automatizados de análisis de imágenesMicronúcleos
Trabajo en Redes de Dosimetría Biológica
Enviando a los laboratorios de la Red• muestras de sangre para el cultivo, cosecha,
dispersión en slides, tinción y recuento celular• suspensiones celulares fijadas, para la
dispersión en slides, tinción y recuento• slides con las preparaciones celulares (solo
recuento) • Imágenes vía Internet, Share points, (solo
recuento)
Redes existentes
• Agrupamiento geográfico:
• Países: Canada, Francia, Japón, República de Corea
• Regiones: América Latina (LBD net), Unión Europea
• Globales: RANET-OIEA; BioDose Net-OMS
La LBDNet se constituyó en el TallerRegional, La Habana – Cuba- 29Octubre – 2 Noviembre 2007Basada en la participaciónvoluntaria y consensuada de 7laboratorios de referencia conexperiencia en la ejecución de la DBLa representación de loslaboratorios es institucional y nopersonal
RED LATINOAMERICANA DE DOSIMETRÍA BIOLÓGICA
OBJETIVOSa) fortalecer las capacidades de servicio de los laboratorios
de DB ya existentes en la Región para proveer unarespuesta biodosimétrica temprana, integrada a losPlanes Nacionales de Emergencias Radiológicas ytendiente a trabajar articulada y cooperativamente entre síy con RANET-OIEA y BioDose net-OMS
b) proveer soporte a otros países de la Región que noposean laboratorios de DB
c) consolidar la organización de la Red Latinoamericana deDB con fines de asistencia mutua
El establecimiento y las actividades que se desarrollan dentro de la red contemplan las recomendaciones ISO 21243
RED LATINOAMERICANA DE DOSIMETRÍA BIOLÓGICA
Organización de la Red
• En situación normal: todos los laboratorios de la Red tienen el mismo nivel jerárquico e interactúan mediante actividades de capacitación, entrenamiento, ejercicios de intercomparación y simulacros, involucrando aspectos técnicos, de comunicación y de organización-activación
• En la emergencia: se establece un laboratorio coordinador y laboratorios asociados del mismo país o del exterior, pertenecientes a la Red
• Habitualmente, el laboratorio coordinador se constituye en el país donde ocurre la emergencia. Es primariamente responsable de la comunicación con los sistemas de Respuesta en Emergencias Nacionales y con otros sistemas de asistencia internacionales, y de informar los resultados de las dosis estimadas
Activación de la Red
• El laboratorio coordinador es primariamente responsable de la activación de la Red y convoca la colaboración de los laboratorios asociados cuando se supera la capacidad operativa de dicho laboratorio
• En una situación de emergencia, cuando se toma la decisión de activar la Red, el laboratorio coordinador se constituye en el foco para la comunicación entre los miembros de la Red, excepto que por razones operativas delegue esta función en un laboratorio asociado.
• En casos en que el evento ocurra en un país que no tenga LDB, los oficiales de la emergencia podrán contactar a cualquiera de los laboratorios de la Red, el cual se constituirá como laboratorio coordinador para esa emergencia
Pacientes que requieren de atención médica
Pedido de Dosimetría Biológica
El laboratorio de Referencia decide
Muchos individuos (10 <>100)
Realizar un triage
Reportar la información preliminar al equipo médico
Lab. De Referencia/Equipo médicoDecisiones conjuntas
Completar el análisis
Reportar la dosis final al equipo médico
Pocos individuos < 10
Realizar solo un análisis completo
Reportar la dosis final al equipo médico
Completar el análisis
Nº masivo de víctimas
Activar la Red
La Red analiza el modo de triage
Lab. de Referencia reúne los datos rápidamente
Reportar la información preliminar al equipo medico
Lab. de Referencia/Equipo médico
Decisiones conjuntas
Reportar la dosis final al equipo médico
Lab. De Referencia completa el
análisis
La Red completa el análisis
Lab. De Referencia reúne los datos rápidamente
Activación de la LBDNet y su organización en caso de emergencia
Mecanismos de activación de la Red
• Utilizar los mecanismos de activación y comunicación de los Sistemas Nacionales de Respuesta en Emergencias Radiológicas o Nucleares, utilizando la infraestructura y los puntos de contacto ya existentes en cada país
• Esta activación puede ser iniciada:� a través de sistemas de asistencia internacionales:� IEC-OIEA, en el marco de la Convención de Pronta
Notificación de un Accidente Nuclear y la Convención de Asistencia en Caso de un Accidente Nuclear o Emergencia Radiológica
� REMPAN – OMS (BioDoseNet)� a través de convenios bilaterales entre los países de la
Región� por solicitud directa entre los Sistemas Nacionales de
Respuesta en Emergencias Radiológicas o Nucleares
• Capacitaciones entre países de la red y en laboratorios de referencia internacionales
• Reuniones, cursos y talleres
• Se establecieron los criterios armonizados para el recuento de aberraciones cromosómicas y criterios de aceptación y rechazo de metafases.
• Intercomparaciones a partir de slides y a partir de imágenes electrónicamente transmitidas para dicéntricosy PCC-ring
• Se armonizaron la técnica de PCC-ring y los criterios de identificación y recuento de anillos y de células PCC
• Se encuentra en desarrollo una curva de calibración conjunta para su utilización por los lab de la red en escenarios de altas dosis que requieran cooperación mutua
Actividades realizadas por la Red
� INTERLABORATORY COMPARISON OF DICENTRIC CHROMOSOME ASSAY USING ELECTRONICALLY TRANSMITTED IMAGES
O. García, M. Di Giorgio, M. B. Vallerga, A. Radl, M. R. Taja, A. Seoane, J. De Luca,M. Stuck Oliveira, P. Valdivia, A. I. Lamadrid, J. E. González1, I. Romero, T. Mandina, G. Pantelias, G. Terzoudi, C. Guerrero-Carbajal, C. Arceo Maldonado, M. Espinoza, N. Oliveros, W. Martínez-López, M. V. Di Tomaso, L.Méndez-Acuña, R. Puig, L. Roy and J. F. Barquinero. RADIATION PROTECTION DOSIMETRY (2013), Vol. 154, No. 1, pp. 18–25. Advance Access publication 5 August 2012
� BIOLOGICAL DOSIMETRY INTERCOMPARISON EXERCISE: AN EVALUATION OF TRIAGE AND ROUTINE MODE RESULTS BY ROBUST METHODS
M. Di Giorgio, J. F. Barquinero, M. B. Vallerga, A. Radl, M. R. Taja, A. Seoane, J. De Luca, M. Stuck Oliveira, P. Valdivia, O. GarcÍa Lima,A. Lamadrid, J. González Mesa, Romero Aguilera, T. Mandina, Cardoso,Y. C. Guerrero Carvajal, C. Arceo Maldonado, M. E. Espinoza, W. Martínez-López,n L. Méndez-Acuña, M.V. Di Tomaso, L. Roy, C. Lindholm, H. Romm, I. Güçlü and D. C. Lloyd. RADIATION RESEARCH 175, 638–649 (2011)
Actividades realizadas por la RedPublicaciones
• IAEA- Regional Training Course RLA 9/074 on MICRONUCLEUS AND RADIOBIOLOGICAL BASES OF RADIATION PROTECTION-Buenos Aires, Argentina, 2013-10-28 to 11-01
• IAEA- Regional Training Course RLA 9/074 on BIODOSIMETRIC AND MEDICAL EMERGENCY RESPONSE (Argentina, August 2013)
Actividades de la Red (2013)
“Sin la cooperación internacional, el futuro del mundo será incierto porque no habrá una protección adecuada para ninguno a menos que haya protección para todos”
Without international cooperation the future wouldbe grim because there will be no proper protectionfor any of us unless there is protection for all
Abel J. GonzálezEPR Biodose-2006
Autoridad Regulatoria Nuclear
Av. del Libertador 8250 (C1429BNP)Ciudad Autónoma de Buenos Aires, ARGENTINATel.: (+54) (011) 6323-1770Fax: (+54) (011) 6323-1771/1798
http:// www.arn.gob.arMail: [email protected]
CARACTERÍSTICAS H2AXGENEX
PROT CD4 TADN
plasma/WBC
Persistencia del efecto (hasta 14 días) EI EI EI EI EI SI
Persistencia del efecto (12 meses o más) NO ND ND ND NO NO
Reproducibilidad de las observaciones SI SI SI SI SI SI
Relación conocida dosis-efecto (curva de calibración)
SI SI ND ND SI SI
Especificidad a la radiación NO ND ND SI SI SI
Baja variación interindividual NO NO ND ND ND ND
Sensibilidad a diferentes calidades de radiación IE IE IE NO
Fácil recolección de la muestra SI SI SI SI SI SI
Temprana disponibilidad de los resultados SI SI SI SI SI SI
Permitir la evaluación de exposiciones inhomogéneas
IE IE IE NO NO NO
Susceptible de automatización SI IE IE SI SI SI
Bajo límite de detección (≤ 0,5 Gy) SI SI IE NO
Dosis absorbida en un tejido SI
Dosis absorbida en un tejido a todo el cuerpo SI SI SI SI SII SI
DESEMPEÑO DE LOS MÉTODOS EMERGENTES
NUEVOS INDICADORES BIOLÓGICOS (biomarcadores)
Qué se busca?
Proveer información adicional respecto de la severidad del daño radioinducido en sistemas fisiológicos específicos.Se los aplica para el seguimiento de los pacientes (evolución)
Indicadores biológicos aplicados en víctimas del accidente en Dakar, 2006
Concentración en plasma de:
� FLt3 ligando (FL): sistema hematopoyético
�Citrulina: tracto gastrointestinal
�Oxyesteroles: sistemas hepático, pulmonar,
cardiovascular y nervioso central
NUEVOS INDICADORES BIOLÓGICOS (biomarcadores)
Daño radioinducido en el Sistema Hematopoyético:Es esencial evaluar la hematopoyesis residualMediante el recuento de:1. Reticulocitos2. CD34+3. Progenitores de sangre periférica (CFU-GM y BFU-E)4. Mediciones de la concentración de FL en plasma
FL: indicador de daño radioinducido en médula ósea.Su concentración en plasma correlaciona negativamente con el número de células formadoras e colonias (CFC)Predictivo del desarrollo de una pancitopenia (correlaciona con la posterior observación de trombocitopenia y leucopenia)
Valores normales: 112±24 pg/mL plasma
NUEVOS INDICADORES BIOLÓGICOS (biomarcadores)
Daño radioinducido en el Tracto Gastrointestinal.Controlar:� Aparición y tiempo de emesis� Diarrea hemorrágica masiva� Deshidratación y pérdida de electrolitos
Evaluar la concentración de citrulina en plasmaCitrulina: aminoácido específicamente producido por los enterocitos. Su concentración está correlacionada con la masa de enterocitosIndicador de la denudación de la mucosa intestinal
Valores normales: 34±8 µmol/Lde plasma, para un hombre de 40-60 años
NUEVOS INDICADORES BIOLÓGICOS (biomarcadores)
Daño radioinducido en los sistemas hepático, pulmonar, cardiovascular y nervioso central
Asociado a cambios en los niveles de los productos del metabolismo del colesterol24S-OH-Chol: producido por el SNC;
valor normal: 15±5 µM
7α-OH-Chol: asociado con el hígadovalor normal: 0,6±0,1 µM
27-OH-Chol: producido por los pulmones y sistema cardiovascular
valor normal: 45±15 µM