Protonterapia: terapia adronica per la cura dei tumori

Protonterapia: novità 2018

E’ di oggi la notizia che la severissima FDA, ente per la certificazione medica degli Stati Uniti, ha approvato un nuovo macchinario per la protonterapia. Nel frattempo in Italia si registra un centro all’avanguardia nella Prontoterapia a Trento dove anche i ragazzi della fiction Braccialetti Rossi sono stati in visita. Un altro centro che dovrebbe affermarsi è a Lecce, dove era stata approvata la delibera di richiesta alla regione ma sul quale non ci sono aggiornamenti.

Cure per tumori: la protonterapia

 protonterapia
Il raggio di protoni colpisce una zona estremamente stretta.

Con il termine tumore vengono indicate una serie di malattie diverse tra di loro e che possono colpire quasi tutti i distretti corporei, ma che hanno una caratteristica comune: si parla di tumore quando le cellule subiscono delle mutazioni genetiche ed iniziano a riprodursi in modo incontrollato, arrivando a invadere altri tessuti. Così come non esiste un solo tipo di cancro, dunque, non esiste e non potrà mai esistere una sola cura che sia efficace per tutti i tipi di tumori. Ed è qui che entra in gioco la protonterapia che è in grado di essere molto più mirata delle altre tecniche di terapia. Ma andiamo per gradi.

Il DNA delle cellule del corpo umano è frequentemente soggetto a mutazioni: quando esso viene duplicato durante la riproduzione cellulare, infatti, possono verificarsi degli errori che si ritroveranno poi nella cellula figlia. Esistono però dei meccanismi di controllo che permettono al DNA di ripararsi, e che portano alla morte cellulare programmata (apoptosi) nei casi in cui la riparazione non sia possibile. Affinché si sviluppi un tumore, dunque, devono essere presenti contemporaneamente diverse mutazioni; questo è il motivo per cui alcuni tumori hanno una base genetica, e quello per il quale sono più frequenti nelle persone anziane, il cui DNA ha avuto molto più tempo per riprodursi e per accumulare errori. Uno dei fattori che contribuisce maggiormente allo sviluppo dei tumori è comunque lo stile di vita: abitudini come il fumo, l’eccessivo consumo di alcolici o l’esposizione ai raggi ultravioletti possono aumentare il rischio di determinate alcuni tumori, perché aumentano il rischio di mutazioni nelle cellule dell’organismo.

Terapie attuali

Le cellule tumorali non sono cellule estranee, ma condividono con l’organismo ospite la stragrande maggioranza del codice genetico; per questo motivo non è facile ideare delle terapie che riescano ad attaccarle in modo specializzato, lasciando intatte le cellule sane. La maggior parte delle terapie non chirurgiche, infatti, cercano di attaccare le cellule tumorali in base alla loro caratteristica principale, ovvero la crescita rapida: si tratta però di una caratteristica che non è unica delle cellule tumorali ma è presente anche in diversi tipi di cellule sane con un alto tasso di ricambio, come quelle della pelle o dei capelli.

Le terapie non chirurgiche più comunemente utilizzate sono la chemioterapia e la radioterapia: la prima è una terapia farmacologica basata sull’uso di sostanze citotossiche, cioè che interferiscono con i meccanismi legati alla duplicazione cellulare. Questo è il motivo per cui la chemioterapia causa forti effetti collaterali come anemia e perdita dei capelli.

La radioterapia invece si basa sull’utilizzo delle radiazioni ionizzanti, che inducono danni al DNA cellulare. Il DNA è più facilmente danneggiabile durante il processo di duplicazione, quando si trova nella sua forma aperta invece che strettamente arrotolata: per questo motivo, la radioterapia uccide le cellule tumorali più di quanto non danneggi le cellule sane. Anche in questo caso però si tratta di una terapia con molti effetti collaterali, tra cui paradossalmente vi è quello di sviluppare un altro tumore.

In molti casi, oltre alla chemioterapia o alla radioterapia bisogna ricorrere anche a un intervento chirurgico per asportare la massa tumorale: sebbene non sempre ciò sia possibile – alcuni tumori sono infatti localizzati in zone non operabili, altri ancora non formano masse, come ad esempio le leucemie – l’asportazione chirurgica è spesso un’eventualità non evitabile.

Gli obiettivi principali della ricerca contro il cancro sono dunque due: trovare una cura che danneggi il meno possibile i tessuti sani, e riuscire a bersagliare efficacemente anche i tumori che sono in zone dove è difficile operare chirurgicamente o intervenire con la radioterapia. Sebbene sia un metodo relativamente nuovo e ancora in larga parte sperimentale, la terapia adronica sembra rispondere a entrambi questi requisiti.

Prontoterapia o terapia adronica

La terapia adronica è una forma di radioterapia che utilizza, al posto dei tradizionali raggi X, dei fasci composti da particelle pesanti: protoni, neutroni o ioni positivi (ad esempio quelli di carbonio): il nome deriva dal fatto che tutte le particelle utilizzate sono adroni, ovvero particelle costituite da quark. La più praticata a livello mondiale è la protonterapia, ovvero la terapia adronica a base di protoni, praticata in una trentina di centri in tutto il mondo, mentre la terapia a base di ioni pesanti è praticata solo in sei centri, di cui uno è in Italia. Tipologia di tumori trattati dalla protonterapia: la protonterapia si occupa di trattare diverse tipologie di tumore tra cui: quelli cerebrali, quelli che si trovano alla base del cranio, tumori ossei, pediatrici, pelvici, localizzati nella colonna vertebrale.
Un altro impiego che la vede coinvolta è quello post radioterapia.

 

Come funziona la terapia adronica e la protonterapia

In principio, la terapia adronica non è diversa dalla radioterapia: i tessuti vengono bombardati da un fascio di particelle ionizzanti che danneggiano il DNA provocando la morte cellulare. La vera differenza tra la radioterapia tradizionale e la terapia adronica sta nella possibilità di quest’ultima di essere “mirata”, concentrando la propria azione sulle cellule tumorali.

Ciò è dovuto alla diversa capacità dei protoni o degli ioni pesanti di penetrare nel tessuto umano rispetto ai raggi X: i raggi X infatti raggiungono la massima dose di radiazioni a pochi centimetri dalla pelle, facendola decrescere man mano che si fa in profondità in un modo approssimativamente lineare. Ciò fa sì che la radioterapia tradizionale sia poco efficace nei confronti di tumori che si trovano in profondità nel corpo, e che danneggi le cellule sane sia prima che dopo il tumore.

Al contrario, i protoni rilasciano una dose di radiazioni minima fino a raggiungere un picco, il cosiddetto picco di Bragg, dopo il quale la dose di radiazioni va rapidamente a zero. Dal momento che è possibile regolare l’intensità della radiazione in modo da conoscere con precisione millimetrica la distanza alla quale si troverà il picco di Bragg, con questo metodo si può bersagliare il tumore senza timore di danneggiare le cellule sane che vi sono intorno.

Anche i fasci di ioni pesanti hanno un picco di Bragg, e sono capaci di danneggiare in modo maggiore i tumori rispetto a un fascio di protoni; a differenza di questi ultimi, però, gli ioni pesanti continuano a rilasciare una piccola dose di radiazioni anche oltre il picco di Bragg, avendo dunque la potenzialità di danneggiare i tessuti circostanti.

I fasci di particelle possono essere sovrapposti, e lo stesso vale per i loro picchi di Bragg: sovrapponendoli in modo opportuno è dunque possibile ottenere una dose adatta ad irradiare tumori molto estesi, mentre l’utilizzo di particelle cariche (che siano protoni o ioni di carbonio) fa sì che sia possibile muovere il fascio mediante l’utilizzo di magneti, colpendo così il bersaglio in modo rapido e accurato (ciò si chiama distribuzione attiva della dose).

Prontoterapia: pro e contro

Il principale vantaggio della terapia adronica sta nella sua specificità: può infatti essere calibrata per colpire il tumore con precisione millimetrica, evitando i danni agli altri tessuti. Si tratta però di una terapia sperimentale, che esiste solo da pochi anni, e sulla quale saranno necessari ulteriori studi: ad esempio, è ancora troppo presto ed esiste ancora un campione di pazienti troppo ridotto per poter dire in modo certo che la terapia adronica non ha come effetto collaterale lo sviluppo di altri tumori.

Lo svantaggio principale è invece costituito dal costo e dalle apparecchiature necessarie per la terapia: per generare gli adroni utilizzati nella terapia è infatti necessario un acceleratore di particelle, non dissimile da quello utilizzato al CERN di Ginevra; si tratta di un macchinario costoso sia nella costruzione che nell’uso e nella manutenzione, il che fa sì che il costo di un ciclo di terapia adronica sia stimato intorno ai 24.000€, più del doppio di un ciclo di radioterapia, che nella sua forma più avanzata costa intorno ai 10.000€.

È comunque prevedibile che in futuro i costi scendano, sia per l’innovazione tecnologica che per una maggiore diffusione della terapia adronica; ciò potrà però avvenire soltanto se nel tempo la validità di questa forma di terapia verrà confermata da ulteriori studi. Attualmente, infatti, l’adroterapia viene utilizzata in una ridottissima percentuale di tumori (si parla di 120.000 pazienti annui per la protonterapia e di 13.000 per la terapia con ioni di carbonio a livello mondiale) e non sostituisce la radioterapia, che rimane una delle terapie più utilizzate nell’oncologia.

Dove viene praticata

A causa degli ingenti costi da affrontare per la costruzione di un acceleratore di particelle, non sono molti i centri nel mondo che offrono la possibilità di effettuare la protonterapia; sono infatti soltanto una trentina nel mondo, mentre sono solo sei i centri nei quali viene praticata la terapia con ioni pesanti: tre si trovano in Giappone, uno in Cina, uno in Germania e uno in Italia.

Il Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica si trova a Pavia e ha iniziato la sua attività nel 2011, anno in cui il primo paziente è stato sottoposto a terapia adronica; la sua storia ha però inizio nel 1991, quando il direttore di Fisica Sanitaria dell’Ospedale Niguarda Giampiero Tosi e il fisico Ugo Amaldi pubblicano il rapporto “Per un centro di teleterapia con adroni”, attirando l’attenzione del presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e ottenendo un finanziamento per la costruzione di un acceleratore di particelle da utilizzare nella terapia oncologica: ciò ha comportato un notevole risparmio, stimabile tra il 30% e il 50%, rispetto ai costi che la struttura avrebbe avuto se la realizzazione dell’acceleratore di particelle fosse stata affidata a un’azienda esterna.

Un centro specializzato come quello di Pavia può curare tra i 1000 e i 2000 pazienti l’anno; a partire dal 2014 il centro è inoltre entrato a pieno regime e sta lavorando per stipulare convenzioni con le varie regioni così da fornire il miglior trattamento possibile a tutti coloro che ne hanno bisogno.

Oltre al centro di Pavia, in Italia esistono altri due centri nei quali viene però praticata esclusivamente la protonterapia: il Policlinico di Catania, il cui centro adroterapico è interamente dedicato ai tumori della regione oculare, e il centro di protonterapia a Trento.

 

1 commento

  1. Buona sera, Ho letto con molta attenzione l’articolo di cui sopra. Nel titolo c’e’ scritto “Protonterapia: la Terapia adronica per la cura dei tumori”, poi alla fine dell’articolo c’e’ scritto che oltre al centro di Pavia, in Italia esistono altri due centri nei quali viene però praticata esclusivamente la protonterapia: il Policlinico di Catania, il cui centro adroterapico è interamente dedicato ai tumori della regione oculare, e il centro di protonterapia a Trento. Ho quindi una domanda: da come si parla nell’articolo e come e’ sctitto nel titolo la Protonterapia sembra che sia l’adroterapia stessa mentre da come e’ scritto alla fine dell’articolo e quando si dice “nei quali pero’ viene praticata esclusivamente la protonterapia” sembra che si parli di ue cose diverse. Si puo’ per cortesia fare piu’ chiarezza in merito? grazie

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