Neutroni e idrogel per contrastare i tumori

D (Domanda) 1). Le pagine di questo giornale hanno presentato una recente invenzione della PMI innovativa TheranostiCentre (TC) con sede a Milano e a Como e laboratorio presso il Centro di Ricerca ENEA al Brasimone (Bologna), riguardante una nuova radioterapia a neutroni, da effettuarsi in sala operatoria dopo la rimozione chirurgica della massa tumorale principale, allo scopo di eliminare le eventuali cellule cancerogene microscopiche che possono rimanere nella cavità chirurgica ed evitare quindi future recidive e formazioni di metastasi che costituiscono circa il 90% delle morti per cancro. Quindi, quale vantaggio clinico potrebbe portare un tale idrogel biocompatibile da somministrarsi prima della irradiazione neutronica?

R (Risposta) Maurizio Martellini (MM), 1). Come è stato detto in precedenti articoli, la nuova apparecchiatura radiogena inventata dalla TC, denominata NEUTRONBRUSH®, è già in fase di costruzione in California, USA, e sarà poi inviata il prossimo maggio al Centro di Ricerche del Brasimone (BO) per una serie rigorosa di test funzionali e di radioprotezione per la sua futura Certificazione. Il nostro dispositivo medico ha come obiettivo principale la terapia di quasi tutti i tumori solidi anche profondi che non possono essere trattati efficacemente dalle altre forme convenzionali di radioterapia intraoperatoria a raggi-X o a elettroni. L’attendibilità pre-clinica di questa tecnologia è stata dimostrata recentemente da una simulazione numerica estremamente accurata effettuata dal Dr. Massimo Sarotto del Centro Ricerca ENEA a Saluggia (Vercelli) che ha evidenziato due importati risultati: primo la possibilità di effettuare questa radioterapia intraoperatoria a neutroni (nIORT®) in modalità “boost”, cioè fornendo una elevata dose di radiazione altamente efficiente dal punto di vista terapeutico alla zona tumorale anche profonda (circa 8 cm) con la stessa energia dei protocolli standard convenzionali per questo tipo di trattamento, ed in seconda battuta il calcolo della tempistica per la irradiazione neutronica di non più di 6 minuti circa. La tecnologia radiogena inventata dalla TC potrà trattare i tumori solidi del tipo di quelli alla mammella (seno), collo-testa, sarcomi, della prostata, ecc, difficilmente potrà essere risolutiva per tumori particolarmente maligni, come certi tipi di glioma, che colpiscono le cellule gliali del sistema nervoso centrale, o al pancreas, che è difficile da diagnosticare precocemente.  È per trattare questo tipo di tumori particolarmente aggressivi, che la TC, assieme al Dipartimento di Chimica Farmaceutica della Kingston University (KU) di Londra, hanno inventato un particolare idrogel biocompatibile da somministrarsi localmente sulla zona tumorale della cavità chirurgica dopo la rimozione della massa cancerogena principale prima dell’irradiazione neutronica.

D 2). In che cosa consiste tale idrogel e quale è la sua funzione primaria nell’ambito della nIORT®?

R MM, 2). Purtroppo, i margini dei tumori particolarmente invasivi al pancreas e al cervello sono irregolari, non netti, e possono infiltrare altri organi critici o funzioni essenziali alla vita del paziente oncologico. Come ho già raccontato in queste pagine, l’irradiazione neutronica si comporta come una “schiuma da barba” e infiltra pure i margini tumorali dell’intervento nIORT®. Come diciamo noi fisici, ha un comportamento come un gas, piuttosto che come un “raggio di radiazione ionizzante” come nel caso dei raggi-X ed elettroni. Un tale comportamento fisico permette di depositare la dose terapeutica su tutto il “letto tumorale” ma ha bisogno di essere “potenziato” con la somministrazione locale di un opportuno idrogel, per rafforzare tale dose locale se si vogliono trattare tumori particolarmente aggressivi.

R Gianpiero Calabrese (GC) della KU, 2). I principi attivi del nostro idrogel biocompatibile e assorbibile dai tessuti tumorali, sono rappresentati nella figura allegata, da dei dodecaedri che rappresentano nel nostro caso delle molecole farmacologiche i cui vertici sono degli atomi opportuni che includono in particolare un isotopo del Boro (il Boro 10) avente il vantaggio di “assorbire” i neutroni incidenti e di “spezzarsi” in proiettili che distruggono in situ il DNA delle cellule tumorali. L’idea della TC e della KU è stata quella di dotare questi principi attivi di particolari “ganci” biologici che si attaccano alle proteine espresse sulla membrana cellulare delle cellule tumorali in quantità assai superiore a quello che farebbero le cellule normali sane. Insomma, l’idrogel inventato dalla TC e KU permette di rendere selettiva la nIORT® colpendo solamente le cellule tumorali e risparmiando quelle sane. Questa selettività, affiancata dalla elevata dose quasi immediata dell’irradiazione neutronica, ci fornisce la speranza di poter colpire più efficacemente anche i terribili tumori al cervello e al pancreas.