Adroterapia oncologica, a Pavia in sviluppo potenziale arma contro lesioni metastatiche

Nato a Pavia nel 2001 e operativo dal 2011, con oltre 4.700 pazienti trattati fino a oggi, il Cnao (Centro nazionale di adroterapia oncologica) si basa su una forma avanzata di radioterapia che impiega fasci di particelle (protoni e ioni carbonio, detti “adroni”) per colpire con estrema precisione le cellule tumorali, risparmiando i tessuti sani circostanti. L’adroterapia, inclusa tra le cure coperte dal Ssn, è indicata nel trattamento di neoplasie resistenti alla radioterapia convenzionale (con raggi X) e per quelle non operabili, perché situate vicino a organi critici.

«Grazie al suo sincrotrone (un particolare acceleratore di particelle), il Cnao è l’unico centro italiano, e uno dei 6 in tutto il mondo, in grado di effettuare l’adroterapia sia con protoni che con ioni carbonio» spiega Sandro Rossi, direttore generale Cnao. «Questi ultimi, in particolare, sono in grado di provocare un danno al Dna della cellula tumorale tre volte maggiore rispetto a quello generato dai raggi X. Gli altri centri duali che utilizzano sia protoni che ioni carbonio si trovano in Germania, Austria, Giappone e Cina. Nei prossimi anni, grazie a una serie di importanti progetti che stanno prendendo vita e che includono, oltre all’ampliamento della struttura, l’adozione di tecnologie all’avanguardia e l’introduzione di metodiche innovative (come la Boron neutron capture therapy, Bnct), Cnao diventerà uno dei più completi centri al mondo per il trattamento di tumori complessi». Il fascio di protoni può variare da un’energia minima, che permette di arrivare a 30 mm di profondità, a quella massima che penetra fino a 320 mm di profondità, afferma Monica Necchi, responsabile Progetto Espansione. «Gli ioni carbonio, invece, coprono un range di profondità che va da 30 mm a 270 mm. Gli adroni elettricamente carichi, essendo pesanti, sono poco deflessi negli urti con i componenti dei tessuti e hanno quindi un percorso praticamente rettilineo nella materia attraversata. La loro carica elettrica ionizza le molecole dei tessuti, rilasciando la maggior parte della propria energia negli ultimi centimetri del percorso e il punto di arresto si chiama “picco di Bragg”: essi sono quindi in grado di danneggiare preferenzialmente i tessuti malati, in quanto cedono energia là dove si trova il tumore. Il piano di cura consente idealmente di suddividere il tumore a “fette”, a diverse profondità. A ciascuna fetta corrisponderà una profondità di penetrazione del fascio di particelle». Il fascio che colpisce le cellule del tumore agisce come un “pennello”, con una precisione di 200 micrometri (due decimi di millimetro), specifica Necchi: «questa accuratezza è possibile grazie a: 1) una sorveglianza continua del paziente, tramite telecamere a infrarossi che misurano gli spostamenti tridimensionali, per seguire eventuali movimenti del corpo (il respiro, per esempio) che possono cambiare la posizione del tumore; 2) due magneti di scansione che, sulla base delle indicazioni del sistema di monitoraggio dei fasci, muovono il “pennello” lungo la sagoma del tumore; 3) un sistema di Dose delivery (Dds) a scansione attiva, formato da due rivelatori di particelle, che misurano in tempo reale il fascio erogato. Nel momento in cui il Dds si accorge di avere erogato la giusta dose di fascio, ordina a quattro magneti veloci, installati lungo la linea di estrazione, di deviare il fascio verso un “dump” (un blocco di piombo) in modo che al paziente non arrivi dose aggiuntiva rispetto a quella prevista dal piano di cura».

«L’adroterapia è rimborsata dal Ssn, in quanto rientra nei Livelli essenziali di assistenza (Lea) approvati nel decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri del 12 gennaio 2017 (GU n. 65, Suppl. ordinario 1S, 18 marzo 2017). Il decreto sui nuovi Lea» precisa Ester Orlandi, responsabile del Dipartimento clinico «prevede trattamenti di adroterapia per le seguenti patologie:

a) cordomi e condrosarcomi della base del cranio e del rachide;

b) tumori del tronco encefalico e del midollo spinale;

c) sarcomi del distretto cervico-cefalico, paraspinali, retroperitoneali e pelvici;

d) sarcomi delle estremità resistenti alla radioterapia tradizionale (osteosarcoma, condrosarcoma);

e) meningiomi intracranici in sedi critiche (stretta adiacenza alle vie ottiche e al tronco encefalico);

f) tumori orbitari e periorbitari (per esempio seni paranasali), incluso il melanoma oculare;

g) carcinoma adenoideo-cistico delle ghiandole salivari;

h) tumori solidi pediatrici (nei quali è cruciale ridurre al minimo la dose ai tessuti sani per limitare il rischio che i bambini, una volta adulti, possano sviluppare tumori secondari);

i) tumori in pazienti affetti da sindromi genetiche e malattie del collageno associate ad un’aumentata radiosensibilità;

l) recidive che richiedono il ritrattamento in un’area già precedentemente sottoposta a radioterapia.

Presso il Cnao, inoltre, sono trattabili anche tumori della prostata ad alto rischio e alcune neoplasie ginecologiche».

È attualmente in fase di realizzazione un progetto di espansione del Cnao di Pavia che, entro il 2024, vedrà la costruzione di un secondo edificio, contiguo e integrato con quello già esistente, destinato non solo all’attività terapeutica ma anche alla ricerca. «La nuova area per la protonterapia comprende un acceleratore di protoni e una sala di trattamento equipaggiata con gantry, un sistema in grado di far ruotare i fasci di particelle attorno al paziente. Questo consentirà di ridurre i tempi di trattamento e di ampliare le opzioni cliniche» afferma Rossi. «La testata rotante è particolarmente indicata per: a) il trattamento dei tumori pediatrici; b) l’irraggiamento degli organi in movimento; c) il trattamento di patologie cosiddette estese». Il Cnao diventerà così l’unico centro di adroterapia al mondo a disporre di un sincrotrone per ioni multipli (protoni e ioni carbonio), di una protonterapia con gantry e dell’innovativa metodica sperimentale Bnct. «La Bnct (Boron neutron capture therapy) è una radioterapia sperimentale per il trattamento di tumori particolarmente complessi e, potenzialmente, anche di lesioni metastatiche» spiega Rossi. «La Bnct si basa sull’interazione tra un fascio di neutroni a bassa energia e il Boro-10, isotopo naturale non radioattivo del Boro (un semimetallo), veicolato all’interno delle cellule tumorali grazie a una molecola, un farmaco che funge da “vettore” (il più utilizzato oggi è la Borofenilalanina-BPA). Il Boro-10 si accumula in misura significativamente maggiore nelle cellule neoplastiche, rispetto a quelle sane, per la maggiore richiesta metabolica delle prime. Il “bombardamento” con i neutroni e la conseguente reazione nucleare che si verifica in modo localizzato e selettivo, solo in presenza dell’atomo di Boro, libera un’energia capace di distruggere le cellule tumorali. Allo stesso tempo, i tessuti sani, che hanno accumulato solo quantità limitate dell’isotopo, sono risparmiati dai potenziali danni dell’irraggiamento». Negli ultimi anni la ricerca condotta a livello internazionale – soprattutto in Giappone e in Finlandia, ma anche in Cina, a Taiwan e in Argentina – ha raccolto dati iniziali di efficacia incoraggianti, per quanto riguarda il trattamento dei tumori in stadio avanzato o recidivanti del distretto testa-collo.«Una delle sfide principali per aumentare l’efficacia della Bnct è lo sviluppo di nuovi vettori più selettivi e di una migliore microdistribuzione dei farmaci già disponibili» osserva Rossi, che aggiunge: «del progetto di ampliamento del Cnao fa parte anche l’installazione di una terza sorgente di particelle, in aggiunta alle due esistenti da cui, oggi, già si estraggono ioni carbonio e protoni. La terza sorgente, realizzata in collaborazione con l’Istituto nazionale di fisica nucleare, permetterà di utilizzare elio, ossigeno e ioni più pesanti, fino al ferro, non solo in ambito clinico, ma anche per ricerche industriali».