Irradiazione protonica: possibile svolta con la terapia laser

Terapia protonica (protonterapia), una tecnologia innovativa e in evoluzione costante, ma con difficoltà legate agli enormi costi. Recentemente però, grazie alle nuove scoperte (protonlaserterapia) potrebbe diventare una delle nuove e più potenti armi contro il cancro.

Cos’è la protonterapia?

La protonterapia è una metodica di radioterapia esterna, che sfrutta i protoni per irradiare un tessuto malato (come una massa tumorale), al fine di danneggiare il DNA delle cellule e “uccidere quelle bersaglio”, portando a guarigione il paziente.

Cosa sono i protoni e come funziona?

I protoni sono particelle pesanti subatomiche dotati di carica positiva, facenti parte degli adroni (nello specifico dei barioni, contenti un numero dispari di quark). È proprio questa caratteristica che li rende adatti alla radioterapia. Infatti, grazie alla loro massa, posseggono una bassa dispersione laterale nell’attraversamento dei tessuti e, inoltre, la dose erogata al tessuto è massima solamente negli ultimi millimetri del tragitto della particella (questo punto è chiamato picco di Bragg, Fig 1).

Questo consente di evitare che il fascio si diffonda ai tessuti sani e rimanendo localizzato sul bersaglio, garantisce la massima efficacia terapeutica con bassi effetti collaterali, permettendo di utilizzare delle dosi più cospicue per una migliore prognosi ( a differenza dei raggi x o radioterapia tradizionale, dove non si possono utilizzare dosi più elevate senza il rischio di compromettere i tessuti sani a causa della dose d’uscita).

Quali malattie si possono trattare?

I tumori che ad oggi si possono trattare sono tutti quelli in cui attualmente si utilizza la radioterapia convenzionale.  Essa è indicata nei casi di tumori radio-indotti (sorti in pazienti già trattati con radioterapia convenzionale), nei tumori vicino a organi nobili (come il cervello) e contro tutti i tumori solidi pediatrici.

Nello specifico, secondo la US National Library of Medicine i tumori che possono essere trattati sono:

• Tumori cerebrali, cordomi e condrosarcoma della base cranica;
• Melanomi oculari;
• Tumore dei seni paranasali;
• Tumore delle ghiandole salivari;
• Melanomi mucosa delle alte vie respiratorie;
• Linfomi;
• Tumore al pancreas e del fegato;
• Tumore alla prostata, cordoni e contro sarcoma sacrali, tumori del retto;
• Sarcomi le parti molli.

Nuove scoperte e prospettive future

Uno dei principali problemi della terapia protonica è che richiede grandi acceleratori di particelle e costi elevati. Proprio per questo motivo, gli studiosi, hanno analizzato l’impiego di metodiche alternative, come i sistemi laser, per ovviare al problema.
Un team di ricerca presso l’HZDR (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf), ha testato con successo l’irradiazione con protoni laser sugli animali.
La Dott.ssa Beyreuther ha spiegato che è frutto di un intenso lavoro ed avanzamento delle tecnologie: “Lavoriamo al progetto da 15 anni, ma solo negli ultimi tempi siamo riusciti ad ottenere, finalmente, miglioramenti cruciali, soprattutto grazie ad una migliore comprensione dell’interazione dei flash laser. Ora possiamo adattarli per creare impulsi di protoni che hanno energia sufficiente e sono anche abbastanza stabili“.

Approccio terapeutico

Il nuovo approccio si basa su due principi:

• Laser ad alta potenza;
• Enorme intensità che permetterebbe la somministrazione della dose di radiazioni nell’arco di un milionesimo di secondo.

Elke Beyreuther ha infatti affermato: “È importante un laser ad alta potenza per generare forti impulsi di luce di estrema brevità, che vengono poi sparati su una sottile lamina di plastica o metallo. In seguito, l’intensità di questi lampi emette fasci di elettroni, creando un forte campo elettrico che può raggruppare i protoni in impulsi ed accelerarli ad alte energia. Ci sono indicazioni che una somministrazione di una dose così rapida aiuta a risparmiare il tessuto circostante sano anche meglio di prima. Vogliamo quindi condurre studi preclinici per studiare quando e come questo metodo di irradiazione rapida dovrebbe essere utilizzato per ottenere un vantaggio nella terapia del cancro“.

Livio Milazzo

Bibliografia

Irradiazione protonica: la nuova frontiera per combattere il cancro (everyeye.it)

Tumour irradiation in mice with a laser-accelerated proton beam | Nature Physics

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