Sapere Scienza

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Un balzo tecnologico per la nuova radioterapia?

13 Novembre 2020 di 

La radioterapia costituisce oggi uno dei principali strumenti nella lotta al cancro. Si basa sull’effetto biologico delle radiazioni ionizzanti che sono in grado di aggredire e uccidere le cellule tumorali. Le attuali tecnologie consentono di ridurre al minimo l’effetto di queste radiazioni sui tessuti sani attraverso un sofisticato controllo del volume di deposizione della radiazione.

 

Come funziona la radioterapia oggi?


Per oltre sessant’anni di pratica radioterapica, la definizione dei piani di trattamento si è sempre ispirata al principio guida della somministrazione graduale, il cosiddetto frazionamento, considerato un elemento chiave nel controllo del rapporto costi-benefici. Studi recenti mostrano che questo principio guida potrebbe non essere ottimale.

 

Che cos’è l’effetto “flash”?


Il cosiddetto effetto “flash”, già identificato in alcuni studi degli anni ’60 e recentemente tornato alla ribalta grazie a nuove ricerche, suggerisce che la somministrazione della dose terapeutica in un’unica sessione e in tempi molto brevi, frazioni di secondo, porterebbe a equivalenti effetti sul tumore, ma, sorprendentemente, a un minor danno ai tessuti sani. Si tratta di un potenziale cambiamento di paradigma che potrebbe portare a una rivoluzione della radioterapia, con grandi vantaggi per la salute, oltre che economici e sociali.
La sperimentazione di laboratorio e i primi test clinici mostrano incoraggianti risultati. Tuttavia il percorso è ancora lungo e occorrono verifiche ad ampio spettro.

 

Il futuro della radioterapia

 


Inoltre, la possibilità di uno sviluppo della radioterapia in questa direzione richiede un notevole balzo tecnologico nella generazione di radiazioni ionizzanti per uso medico. In effetti, se si esclude il trattamento di tumori superficiali, la somministrazione di dosi terapeutiche di radiazione in regime “flash”, tipicamente di decine di Gray (1 Gray = 1 J/kg) in una frazione di secondo, è ben oltre la portata delle attuali macchine radiogene per uso ospedaliero. Per il trattamento dei tumori profondi sarà probabilmente necessario sviluppare nuove tecnologie in grado di colmare il divario tra le caratteristiche delle macchine attuali e quelle richieste dalla radioterapia “flash”.
Come per altre grandi sfide scientifiche, la molteplicità di approcci è la chiave per il raggiungimento dell’obiettivo. Lo sviluppo delle attuali tecnologie per la generazione di radiazioni basata sull’accelerazione a radiofrequenza marcia a tappe forzate verso la soluzione del problema e vede il coinvolgimento dei principali centri di ricerca di accelerazione delle particelle, primo fra tutti il CERN di Ginevra.
D’altra parte la soluzione potrebbe anche giungere da tecnologie fortemente innovative come l’accelerazione ad alto gradiente in plasmi prodotti da laser. In effetti, questa classe di sorgenti offre impulsi di radiazione ultra-brevi che ben si adattano al principio della radioterapia flash. Il percorso è appena iniziato e vedrà ampie collaborazioni multidisciplinari impegnate nello studio dei meccanismi fisici, chimici e biologici alla base dell’interazione tra la radiazione e la materia biologica. La ricerca industriale in tutti i settori collegati ha l’opportunità di raccogliere questa sfida e contribuire allo sviluppo di questo nuovo approccio alla cura dei tumori.


Foto di copertina: Rappresentazione tridimensionale della dose rilasciata nell’irraggiamento di un bersaglio con più fasci di elettroni di alta energia, https://rdcu.be/b8viN""

Leonida A. Gizzi

Leonida Antonio GIZZI si laurea in Fisica presso l’Università di Pisa e riceve il Ph.D in Fisica presso l’Imperial College of Science Technology and Medicine di Londra. Attualmente dirige la Sezione di Pisa dell’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche. È autore di oltre 280 pubblicazioni scientifiche e coordinatore di progetti nazionali ed europei finalizzati allo sviluppo dei laser e delle loro applicazioni.

https://orcid.org/0000-0001-6572-6492
http://www.scopus.com/inward/authorDetails.url?authorID=7003405601&partnerID=MN8TOARS
https://scholar.google.it/citations?hl=it&user=QghWW2sAAAAJ

copertina sapere 5 2020   settembre-ottobre 2020

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