A Física carrega uma reputação injusta. Para a maioria dos leigos, continua a ser sinónimo de fórmulas difíceis, conceitos abstratos e memórias pouco felizes da escola secundária. Outros associam-na apenas ao espaço, aos buracos negros e ao CERN — a Organização Europeia para a Investigação Nuclear — na Suíça, onde cientistas fazem colidir partículas invisíveis dentro de túneis gigantes para tentar compreender o universo. É uma imagem que tem um fundo de verdade, mas que cria a falsa ideia de que a Física se ocupa apenas do que é infinitamente pequeno ou imensamente grande, sem ter qualquer ligação ao quotidiano.

E a verdade é que a Física está em tudo e por todo o lado. No telemóvel, no micro-ondas, no GPS, nos computadores, na forma como os edifícios não caem e, na área da saúde, em equipamentos de diagnóstico e de tratamento. “Uma máquina de radioterapia é um acelerador de partículas”, diz Pedro Assis, professor auxiliar no Instituto Superior Técnico (IST) e investigador no Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP).

O investigador integra quatro grupos de investigação, um que colabora com a experiência ATLAS, do CERN; outro que trabalha dados do Observatório Pierre Auger, o maior detetor de raios cósmico do mundo; um terceiro que se dedica ao desenvolvimento de eletrónica para experiências de partículas e astropartículas e, por fim o Particles4Health que se foca precisamente em projetos na área da saúde, nomeadamente de radioterapia.

Quando alguém recebe um diagnóstico de cancro, há um grande leque de tratamentos possíveis. A radioterapia — que usa radiação de alta energia para danificar o ADN das células cancerígenas, impedindo-as de se dividir e levando-as à morte —, sozinha ou em conjugação com outros tratamentos, está presente em quase 50% dos planos de tratamento oncológico.

A radioterapia convencional entrega a dose de radiação total aos poucos, ao longo de várias sessões de alguns minutos cada, para que o tumor vá sendo destruído enquanto os tecidos saudáveis conseguem recuperar entre tratamentos. Mas, nos últimos anos, tem havido um novo método em estudo, a radioterapia FLASH, que faz exatamente o oposto: administra a  dose total num único disparo que dura menos de um segundo. Os ensaios pré-clínicos, em animais, mostram que esta forma de administração poderá reduzir danos nos tecidos saudáveis, o que significa menos efeitos secundários para o paciente.

Mas há um problema: as máquinas atualmente usadas ainda não conseguem administrar este método com segurança. Apesar de a dose total ser igual, a intensidade é tão elevada que os dispositivos que monitorizam a radiação durante o tratamento deixam de conseguir fazê-lo corretamente, falhando na garantia de que apenas a quantidade certa chega ao tumor.

“Os detetores tradicionais têm problemas de saturação”, explica o investigador. Recorre a uma analogia simples: se a água pinga lentamente, conseguimos contar as gotas — uma, duas, três. Mas se de repente sai um jato com grande caudal, deixamos de conseguir contar. O mesmo acontece com as máquinas de radioterapia quando a intensidade é demasiado alta. O problema é óbvio: se a máquina não consegue contar, não consegue quantificar devidamente a dose. “E é isto que está a impedir que esta terapia seja devidamente testada em ensaios clinicos em humanos e avance para o mercado”, diz o investigador.

Por esta razão, o uso em humanos tem sido muito limitado: houve um primeiro doente tratado com esta abordagem na Suíça, em 2019, e um estudo de viabilidade nos Estados Unidos com dez doentes com cancro avançado e metástases ósseas. Mas enquanto persistirem lacunas na tecnologia de dosimetria e monitorização em tempo real, não é eticamente possível expandir o número de pacientes testados nem generalizar a técnica.

É precisamente esse problema que Pedro Assis está a tentar resolver. No LIP, o grupo de investigação Particles4Health, que coordena, tem recebido vários prémios e financiamentos, entre elas uma bolsa CaixaImpulse de Inovação em Saúde, no valor de cinquenta mil euros, atribuída pela Fundação “la Caixa”, em colaboração com a Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) para trabalhar no FLASHGuard: uma unidade de monitorização capaz de ser muito mais rápida e de não saturar com a intensidade extrema da dose, para que possa ser integrada nas máquinas de radioterapia.

O novo sistema — já patenteado — assenta num fenómeno chamado efeito Cherenkov. Pedro Assis explica-o através da imagem de um pato a nadar num lago: quando se move muito devagar, o pato cria apenas ondas circulares à sua volta. Mas se nadar depressa, acontece algo diferente — forma-se um rasto de ondas em forma de cone. Aqui o princípio é parecido: quando partículas carregadas viajam extremamente rápido através de determinados materiais, produzem um “rasto” de luz.

O sistema que o cientista está a conceber, ao contrário dos sistemas antigos — que perdem precisão e ficam sobrecarregados — utiliza detetores especiais para captar essa luz e medir a radiação com grande precisão, em tempo real. “A resolução temporal é de cerca de dez nanosegundos”, explica. Sendo que dez nanosegundos, “é mil vezes mais rápido que o tempo de ativação de um neurónio.”

O primeiro protótipo — feito ainda com uma fonte radioativa — apresentou bons resultados. Ou seja, está provado na prática, que a ideia funciona. Até março de 2026 a equipa conta ter desenvolvido um segundo protótipo, já em feixe — ou seja, com radiação produzida por um acelerador de partículas — para, mais tarde, começar a trabalhar com as principais empresas produtoras de máquinas de radioterapia.

Pedro Assis tem 46 anos e nasceu em Lisboa. Sempre foi uma criança curiosa, interessada em perceber como é que as coisas funcionavam, e fez o secundário na área de ciências. Gostava de Física. “Lembro-me de que, sempre que aprendíamos uma fórmula nova, tentava perceber como é que ela se encaixava nas coisas que via no dia a dia.” Ainda assim, não tinha grandes certezas sobre o que queria fazer no futuro. A escolha acabou por ser simples — e pouco ponderada. “Perguntei à minha professora de Física do secundário o que é que ela achava, e ela sugeriu que fosse para Física no Instituto Superior Técnico, em Lisboa.” Foi assim que acabou no curso de Engenharia Física Tecnológica do IST.

Fez o projeto final de licenciatura em raios cósmicos no IST, tal como o mestrado e o doutoramento. Grande parte do percurso tem sido nesta área — instrumentação, detetores e raios cósmicos — mas, nos últimos anos, acrescentou a radioterapia aos seus interesses de investigação. Além do FLASHGuard, o seu grupo faz parte de um consórcio europeu, o BoneOscopy, que procura melhorar o tratamento do cancro ósseo.

Mais de trinta anos separam o miúdo que tentava encaixar as fórmulas na vida do investigador que hoje tenta resolver um dos maiores entraves da radioterapia moderna. Mas, para Pedro Assis, a lógica continua a mesma: perceber como as coisas funcionam — e usar isso para as melhorar.