“Occhio” ai proiettili nucleari

Angelo Torrisi, N. 11 novembre 2003

Ci sono tumori maligni minuscoli e superficiali per i quali si sconsiglia l’impiego della comune radioterapia: ciò a causa dei possibili effetti lesivi che quest’ultima può provocare sui tessuti circostanti, nonostante un’attenta opera di centraggio. È il caso di un particolare tipo di neoplasia, il melanoma, che colpisce una porzione dell’occhio – la coroide – e che pur non rappresentando un’evenienza neoplastica tra le più frequenti (circa duecento nuovi casi l’anno in Italia) è pur sempre una patologia grave per i suoi effetti devastanti in loco e per le metastasi, soprattutto a carico del fegato, che da esso possono derivare.
Da qualche anno a Losanna, Londra, Nizza e Berlino queste neoplasie vengono trattate con una terapia radiante denominata adroterapia e che al posto dei comuni protoni impiega gli adroni, particelle nucleari che, opportunamente accelerate mediante sofisticatissime apparecchiature, penetrano nel tessuto colpito dal carcinoma muovendosi in linea rigorosamente retta e cedendo la loro energia solo alla fine del percorso, mirando diritto al cuore del tumore e risparmiando gli organi e i tessuti adiacenti. Adesso anche l’Italia si è allineata a questa metodica con un progetto che è stato concepito e realizzato a Catania grazie alla stretta collaborazione tra il dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università, l’Istituto di Oftalmologia e quello di Radiologia, il Centro siciliano di Fisica nucleare e Struttura della materia, con l’apporto determinante dei Laboratori Nazionali del Sud, operanti nella stessa città etnea, che con il loro potentissimo acceleratore lineare rappresentano per ora l’unica realtà italiana in grado di fornire l’energia necessaria per tali applicazioni cliniche in oncologia. Il progetto, denominato CATANA (Centro di Adroterapia e Applicazioni Nucleari Avanzate), ha già consentito il trattamento, in pochi mesi, di cinquantadue pazienti affetti da melanoma oculare, con risultati eccellenti. L’apparecchiatura che rappresenta l’elemento base per un tale trattamento e che è installata già da anni nei Laboratori è un Ciclotrone superconduttore con sorgente assiale che accelera, tra l’altro, fasci di protoni sotto forma di molecola H2. Esso è impiegato primariamente per la ricerca nel campo della fisica nucleare con particolare riferimento allo studio della struttura dei nuclei e dei meccanismi di reazione e viene prestato alla medicina ogni 5-6 settimane per i trattamenti di protonterapia. A tale ultimo scopo è stato necessario progettare e realizzare una sala interamente dedicata a questi trattamenti – come descrive il professor Giacomo Cuttone degli stessi Laboratori del Sud – con particolare attenzione all’ultimo tratto della linea di trasporto e di preparazione del fascio, nonché al sistema di immobilizzazione del paziente su un’apposita sedia che è stata progettata e realizzata dal dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Catania e che è dotata di sette gradi di libertà interamente controllati mediante apposito computer: tre per il posizionamento della testa e quattro per quello del resto del corpo. Per l’immobilizzazione della testa e del collo viene utilizzata una maschera di materiale termoplastico trasparente modellata sul viso del paziente.
La preparazione del malato da trattare rappresenta sicuramente una fase delicata e complessa: tutti i pazienti infatti vengono sottoposti preliminarmente a un’accurata visita oculistica per la conferma della diagnosi e per valutare l’esatta dimensione e posizione della piccola massa tumorale rispetto al nervo ottico. Di fondamentale importanza risulta anche la delimitazione del melanoma mediante l’applicazione chirurgica di quattro o cinque clips di tantalio che, oltre a mettere in evidenza la forma reale del melanoma, forniscono punti di riferimento costanti riguardo al controllo della sua posizione rispetto al fascio di adroni.
Il primo passo per l’applicazione radioterapica consiste nell’elaborazione del piano di trattamento mediante un complesso programma elaborato dagli stessi Laboratori del Sud: in esso vengono inseriti i dati del paziente forniti dall’oculista per una ricostruzione virtuale dell’occhio da trattare, al fine di individuare a perfezione l’angolazione e la direzione più opportune del fascio durante l’irradiazione. La neoplasia viene poi ricostruita in maniera tridimensionale, basandosi sulle dimensioni reali e utilizzando una geometria sferica che ben approssima la forma dell’occhio.
Durante la simulazione, una volta rappresentati il profilo del tumore sul piano retinico e il suo spessore nell’ambito del modello elaborato dal computer, vengono anche ristabilite le curve di dosaggio dei raggi secondo valori di distribuzione costante e omogenea dal centro ai bordi. La durata di una singola seduta del trattamento è compresa tra i sessanta e i novanta secondi. In totale sono necessarie quattro sedute effettuate nell’arco di una settimana.
L’adroterapia raccontata dall’esperto
“Sino a una trentina di anni addietro – afferma il professor Alfredo Reibaldi, direttore dell’Istituto di Oftalmologia dell’Università di Catania e autore materiale dell’adroterapia – in presenza di un qualsiasi tumore dell’occhio si procedeva esclusivamente a un intervento demolitivo.
Fu intorno agli anni ‘70 del Novecento che cominciarono a essere posti in essere le metodiche conservative di cui l’adroterapia è la più recente e per molti versi la più utile espressione in quanto consente l’eliminazione di un tumore tanto insidioso quale appunto il melanoma della coroide senza danno alcuno per i tessuti circostanti”.
Professore come mai tanto interesse riservato al melanoma della coroide quando esistono tumori anche in altre porzioni dell’occhio?
“Evidentemente perché tale tipo di tumore è il più frequente tra i tumori medesimi specie negli adulti dopo i cinquantacinque anni, fatta eccezione per qualche soggetto giovane. Resta chiaro tuttavia che l’utilizzazione degli adroni può avvenire anche per melanomi di altre parti dell’occhio”.
E a proposito di tumori oculari: quali sono gli altri più frequenti e gravi?
“In termini di gravità primeggiano sicuramente i retinoblastomi che vengono riscontrati eminentemente nei bambini e che sono oltremodo caratterizzati da malgnità. Per essi, per esempio, l’adroterapia non è indicata dovendo agire su un tessuto in accrescimento. Ci sono inoltre i tumori metastatici da carcinomi a distanza, quali quelli derivanti dalla vescica, dalla prostata e dalla mammella e per quali sono indicati altri trattamenti a seconda che si tratti di metastasi unica o multipla. Ci sono infine gli angiomi che sono a carattere benigno e per i quali risulta utile la laserterapia o il trattamento fotodinamico”.
Visto che il melanoma sfocia piuttosto facilmente in metastasi, in particolare epatiche, non sarebbe da preferire una tumorectomia oppure una enucleazione al fine di scongiurare tale complicanza?
“Assolutamente no: è stato infatti ampiamente documentato che un tale tipo d’intervento demolitivo non diminuisce il rischio di metastasi perché un melanoma, in quanto tumore altamente maligno, quando già evidenziabile, può aver dato luogo a una disseminazione nel sangue di cellule metastatiche. Pertanto nel bilancio prognostico prevale l’orientamento a risparmiare al paziente almeno il trattamento demolitivo”.
Esistono presupposti essenziali per una terapia a base di adroni?
“In genere si preferisce agire su melanomi di dimensioni piuttosto grandi, ovvero di spessore superiore agli 8 mm con base superiore a 16 mm. Non esistono limiti per quel che concerne l’età del paziente. L’unico aspetto per cosi dire negativo dell’adroterapia è rappresentato dall’impossibilità di procedere a un esame istologico, ma a sopperire è l’esperienza del team oftalmologico e l’attenta osservazione clinica da parte degli stessi specialisti”.
In Italia, a oggi, siete i primi e gli unici a attuare tale metodica. E nel resto del mondo?
“Il trattamento è in uso a Boston, a Loma Linda (Usa), Villingen (Svizzera), Clatterbridge (UK), Orsay (Francia), Uppsala (Svezia), Vancouver, Città del Capo, Berlino”.
Quali sono i risultati da voi raggiunti a Catania?
“A oggi essi sono soddisfacenti nel 100 per cento dei casi, ma è chiaro che il follow-up di un anno appena è ancora troppo breve per autorizzare a parlare di successo assoluto”.
C’è da prevedere un ampliamento dell’impiego degli adroni per altri tipi di neoplasie in generale e di melanomi cutanei in particolare?
“Una tale prospettiva non è affatto da escludere: se ne parla in maniera sempre più insistente e pare sia allo studio un’adroterapia per il carcinoma prostatico. Ma è ovvio che per far ciò occorre adattare l’apparecchiatura occorrente in maniera quasi sostanziale”.

I Laboratori Nazionali del Sud
I Laboratori Nazionali del Sud (LNS) sono uno dei quattro laboratori nazionali dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Istituiti nel 1976 con una convenzione tra l’INFN, l’Università di Catania e il Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia (CSFNSM), sono collocati all’interno dell’area della Città Universitaria di Catania e rappresentano uno dei poli di ricerca più avanzati dell’Italia meridionale e di tutto il bacino del mediterraneo. Con i suoi due acceleratori, il Tandem Van de Graaff da 15 milioni di Volt e il Ciclotrone Superconduttore, sono uno dei pochi laboratori al mondo dove è possibile effettuare della sperimentazione in fisica nucleare con fasci di ioni pesanti a bassa e media energia.
Le ricerche svolte ai Laboratori del Sud vertono principalmente sulla fisica nucleare. Vengono anche condotte ricerche nel campo della fisica degli acceleratori e della fisica dello stato solido e dei materiali.
Nei campi della medicina e dei beni culturali sono state sviluppate delle tecniche di analisi non distruttiva di materiali, che consentono di datare e determinare la composizione mineralogica di reperti archeologici e beni culturali (progetto LANDIS, Laboratorio di Analisi non Distruttive in Situ).
Inoltre, per la prima volta in Italia, è stata intrapresa la terapia di alcuni tipi di tumore dell’occhio mediante l’utilizzo di un fascio di protoni di energia opportuna. Inoltre, è in corso di realizzazione un progetto che, basandosi sull’utilizzo degli acceleratori attualmente in funzione presso i Laboratori, consentirà di produrre e accelerare nuclei radioattivi, schiudendo così nuove entusiasmanti prospettive di ricerca (progetto EXCYT).
Un ambizioso progetto per la rivelazione di neutrini di altissima energia provenienti da sorgenti cosmiche prevede la realizzazione di un apparato sottomarino di enormi dimensioni che sarà installato al largo delle coste della Sicilia alla profondità di circa 3500 metri (progetto NEMO).

Indirizzi utili

• Professor Alfredo Reibaldi
  Clinica Oculistica dell’Università di Catania
  Via Bambino, 32 - 95100 Catania
  tel. 095.311676 - fax 095.312917
  Clinica.Oculistica@mbox.unict.it
• Professor Roberto Caramazza
  Clinica Oculistica dell’Università di Bologna-Policlinico S. Orsola
  Via Massarenti, 9 - 40138 Bologna
  tel. 051.342821 - fax 051.342516
• Professor Antonina Serra
  Clinica Oculistica dell’Università di Cagliari-Ospedale S. Giovanni di Dio
  Via Ospedale - 09124 Cagliari
  tel. 070.652392 - fax 070.6092318
• Professor Giovanni Scorcia
  Clinica Oculistica dell’Università di Catanzaro
  Via T.Campanella, 115 - 88100 Catanzaro
  tel. 0961.712403 - fax 0961.712485
• Professor Giuseppe Salvi
  Istituto Clinica Oculistica dell’Università di Firenze-Policlinico Careggi
  Viale Morgagni, 85
  50134 Firenze
  tel. 055.411765 - fax 055.4377749
• Professor Giovanni Calabria
  Istituto Clinica Oculistica dell’Università di Genova-Pad.9
  Largo Rosanna Benzi, 10 - 16132 Genova
  tel. 010.3538469 - fax 010.3538494
• Professor Nicola Orzalesi
  Clinica Oculistica della III Università di Milano-Osp. S. Paolo
  Via di Rudinì, 8 - 20142 Milano
  tel. 02.8184401 - fax 02.8139221
• Professor Giulio Bonavolontà
  Clinica Oculistica-I Facoltà Medicina e Chirurgia dell’Università di Napoli
  Via Pansini, 5 - 80131 Napoli
  tel. 081.7462389 - fax 081.7462389
• Professor Cesare Bisantis
  Clinica Oculistica dell’Università di Padova
  Via Giustiniani, 2 - 35128 Padova
  tel. 049.8752350 - fax 049.8755168
• Professor Fernando Trimarchi
  Clinica Oculistica dell’Università di Pavia-Policlinico S.Matteo
  Piazzale Golgi, 2 - 27100 Pavia
  tel. 0382.526213 - fax 0382.527006
• Professor Corrado Balacco Gabrieli
  Istituto Clinica Oculistica dell’Università La Sapienza-Policlinico Umberto I
  00161 Roma
  tel. 06.490296 - fax 06.4457706
• Professor Federico M. Grignolo
  Clinica Oculistica dell’Università di Torino-Ospedale Oftalmico
  Via Juvarra, 19 - 10122 Torino
  tel. 011.5666185 - fax 011.539024
• Professor Giuseppe Ravalico
  Clinica Oculistica dell’Università di Trieste
  Piazza Ospedale, 1 - 34129 Trieste
  tel. 040.772449 fax 040.301243

Torna ai risultati della ricerca