· · Strumentazioni e Tecnologie Biomediche · Terapia Medico-Nucleare · · RADIOTERAPIA PER CATTURA NEUTRONICA DEL BORO (BNCT) · Marco Bozza · · INTRODUZIONE
ALLA NCT · BORON Neutron Capture Therapy · Principio
fisico e procedura di funzionamento della BNCT ·
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· INTRODUZIONE ALLA NCT
La Terapia per
Cattura Neutronica è una rivoluzionaria tecnica radioterapica antitumorale,
conosciuta più semplicemente con la sigla NCT (Neutron Capture Therapy), che
promette di aprire nuovi scenari nella cura dei tumori, soprattutto delle
neoplasie più difficili da curare perché radioresistenti. Il funzionamento
su cui si basa questa metodica sfrutta principi fisici propri della Fisica
Nucleare. A differenza delle radioterapie che utilizzano varie forme di
radiazioni ionizzanti per il trattamento di malattie ad esse responsive
mediante l’azione di particelle che colpiscono il paziente dall’esterno,
nella NCT le particelle “curanti” vengono prodotte all’interno dello stesso
volume tumorale. Questo lo si ottiene somministrando per via endovenosa al
paziente in un primo tempo un farmaco contenente un particolare elemento
chimico (boro o gadolinio) mediante molecole organiche che vengono assorbite
dalle cellule tumorali. Successivamente il paziente viene sottoposto a fasci
neutronici provenienti da apposite sorgenti (reattore nucleari o acceleratori
nucleari), i quali, interagendo con l’elemento chimico specifico, danno luogo
a reazioni nucleari che generano particelle alfa con energia in grado
distruggere solo le cellule malate nelle quali vengono generate, risparmiando
invece quelle sane. Questo perché il raggio d’azione dei prodotti di fissione
coinvolge un volume molto ridotto. Il principio base consiste nell'irraggiamento con un
flusso di neutroni termici delle cellule tumorali (o tumori solidi)
precedentemente trattate con una molecola bersaglio (generalmente un metallo
con un'ampia sezione atomica di assorbimento) in modo tale che questa venga
internalizzata. I neutroni "catturati" dall'elemento innescano una
reazione nucleare che porta alla formazione di prodotti di fissione che
frammentano il DNA nucleare, determinando così la morte delle cellule
tumorali. Nella NCT la produzione dei fasci neutronici necessita
l’utilizzo di apparecchiature molto complesse e costose. Al fine di poter
agevolare la procedura operativa della terapia stessa, sia per il paziente
malato che per lo staff medico, sono attualmente in fase di studio vari
progetti per la realizzazione di macchine con caratteristiche
tecnico/dimensionali tali da poter essere alloggiate all'interno delle
normali strutture sanitarie. Boron Neutron Capture Therapy
La radioterapia per cattura neutronica da parte del
boro, conosciuta come BNCT (Boron Neutron Capture Therapy), si è rivelata
particolarmente efficace come possibile terapia per la cura di pazienti
colpiti da gravi forme di neoplasie multiple, come i tumori del sistema
nervoso centrale e della cute. Sviluppata inizialmente da studiosi giapponesi
e statunitensi, la ricerca sulla BNCT mira soprattutto alla cura del
Glioblastoma Multiforme del cervello e del Melanoma Metastatico maligno che,
partendo dalla cute, si espande in breve tempo in tutto il corpo,
diffondendosi soprattutto nella testa. I gliomi maligni rappresentano circa
il 40 per cento dei tumori del cervello, e possono portare al decesso di chi
ne rimane colpito nel giro di pochi mesi. La pericolosità di queste neoplasie
risiede nel fatto che le cellule malate si formano in mezzo a quelle sane,
rendendo di fatto praticamente impossibile l’asportazione delle cellule
tumorali sia mediante l’intervento chirurgico, che con la radioterapia
convenzionale. Anzi quest’ultima rischia invece di danneggiare, spesso
profondamente, anche i tessuti sani. Analoghe problematiche sono presenti nei
tumori della tiroide e in quelli metastatici del fegato, il cui trattamento
convenzionale conduce alla cirrosi epatica e quindi alla morte del paziente. Principio fisico e procedura di funzionamento della BNCT Ciò che contribuisce a rendere la BNCT un importante
strumento di terapia è che l'affinità chimico-biologica del boro con le
cellule cancerose cerebrali lo porta ad accumularsi con alti livelli di
concentrazione nei tessuti malati: secondo gli studi condotti, infatti, le
cellule tumorali si caricano di boro in misura almeno quattro volte superiore
delle cellule sane. Nello specifico il trattamento prevede l'utilizzo di una
soluzione somministrata al paziente per via endovenosa. La soluzione contiene
un farmaco con un isotopo non radiattivo del boro, il B10, in
grado di arrivare fino a stretto contatto con le cellule tumorali. Quando il
boro raggiunge una distribuzione di concentrazione ottimale nei tessuti
malati si procede all’irraggiamento della zona interessata con un flusso di
neutroni a bassa energia, opportunamente modulato, proveniente da una
apposita sorgente. La potenzialità della BNCT si basa proprio sulla capacità
dell'isotopo di boro B10 di reagire con un fascio di neutroni e
produrre particelle di elevata energia. Durante l'irraggiamento gli atomi di
boro all’interno delle cellule tumorali subiscono il fenomeno della fissione
nucleare: quando un neutrone colpisce un atomo di boro nell’impatto il nucleo
di boro si spacca sprigionando in otto microsecondi una elevatissima energia.
Il processo nucleare produce l'emissione di due frammenti: una particella a e un nucleo di Li7. L'energia
che si sviluppa dalla reazione, di breve durata e localizzata, consente di
distruggere le cellule che si trovano nel raggio di 10 micrometri
(milionesimi di metro) dagli atomi di boro: in un tessuto biologico ciò
produce un danno all'interno di un volume molto ridotto, corrispondente a
quello di un diametro cellulare. In questo modo l’effetto letale coinvolge
praticamente soltanto le cellule tumorali, preservando invece quelle sane
circostanti. Per essere sottoposti alla cura i pazienti non devono però aver
subito né irraggiamenti né chemioterapie. Prospettive
future Le possibilità di successo per la realizzabilità della
terapia dipendono allora dalla concentrazione di boro che si riesce ad
accumulare nelle zone tumorali, dalla produzione e dal controllo del fascio
neutronico e dalla disponibilità del farmaco borotrasportatore. La BNCT
sembra quindi in grado di offrire un'opportunità unica per la cura di
neoplasie particolarmente difficili, offrendo una terapia altamente selettiva
e mirata, grazie alla continua ricerca nel campo dell’Oncologia Sperimentale
e alle tecnologie avanzate messe a punto dall’Ingegneria Biomedica. |
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