Una delle armi in più a disposizione nel campo della lotta ai tumori. Si trova al Centro nazionale di adroterapia oncologica di Pavia (Cnao), all’interno di una struttura-laboratorio lunga 80 metri e con diametro di 25. In questa struttura gli scienziati hanno messo a punto un’incredibile e avveniristica “ciambella” in grado di emettere fasci di protoni e ioni carbonio direttamente sulle cellule tumorali. E’ il sincrotrone, l’ultima frontiere della ricerca scientifica nel campo dell’adroterapia oncologica. Questa eccellenza dell’alta ingegneria fisica nucleare è in grado di dare riposte dai risultati davvero stupefacenti sul calo di mortalità per tumore in Italia (meno 2 mila casi rispetto al 2018) con un alta aspettativa di vita (il 63% delle donne e il 54% degli uomini) a 5 anni dalla diagnosi.
Entro la fine di questo anno, una collaborazione internazionale tra Cnao, Centro austriaco MedAustrom e National Institute of Radiological Sciences (Nirs – Giappone) consentirà a scienziati e medici di lavorare in team per potenziare il trattamento. Scopo della mission è sviluppare protocolli di ricerca per raccogliere e monitorare i dati in modo uniforme tra i diversi Paesi coinvolti nel progetto e verificare la tolleranza e la ridotta tossicità dell’adroterapia sui tessuti sani. Il Consiglio nazionale delle ricerche (CNR) e il Cnao sono infatti impegnati a creare una mappa che identifica i tessuti più a rischio di effetti collaterali dopo la terapia.
Il Cnao di Pavia, inaugurato nel 2011 è costato135milioni di euro (la metà rispetto alle altre cinque strutture esistenti al mondo) ed è uno dei 6 Centri al mondo dove si curano i tumori resistenti alla radioterapia.
Il prototipo dell’acceleratore di particelle, prodotto con tecnologia principalmente italiana, è in grado di lavorare 24 ore ogni giorno e di generare fasci di particelle in dispositivi detti sorgenti che producono ioni carbonio e protoni.
Nelle sorgenti si trova il plasma formato dagli atomi dei gas che hanno perso gli elettroni. Con campi magnetici e radiofrequenze, tali atomi vengono estratti e si selezionano i protoni e gli ioni di carbonio. Nascono allora i pacchetti di fasci, composti, ognuno da miliardi di particelle. Questi pacchetti vengono pre-accelerati e inviati nel sincrotrone dove, inizialmente, viaggiano a circa 30.000 chilometri al secondo e accelerati fino ad energie cinetiche fino a oggi impensabili (250 MeV per i protoni e 4800 MeV per gli ioni carbonio). Sopra quella centrale si trova un magnete di 150 tonnellate che serve a curvare di 90 gradi il fascio di particelle e dirigerlo dall’alto sulla persona da curare (agisce con una precisione di 2 decimi di millimetro). Questa tecnica ha permesso di trattare oltre 2500 malati in 8 anni.
Il fascio che colpisce le cellule del tumore è come un pennello che si muove con precisione fantascientifica in modo simile a quello degli elettroni in un vecchio televisore. Questa precisione è resa effettiva grazie a una sorveglianza continua del paziente che si rende necessaria per seguire eventuali movimenti del corpo (il respiro, ad esempio) che possono cambiare la posizione del tumore. Impiegando telecamere a infrarossi che misurano gli spostamenti tridimensionali, due magneti di scansione muovono il pennello lungo la sagoma del tumore, sulla base delle indicazioni del sistema di monitoraggio dei fasci. In questo modo, sezione per sezione, il tumore viene distrutto in soli pochi minuti di trattamento.
Questo si è reso possibile grazie alla ricerca nella fisica delle alte energie e alla collaborazione con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN Ginevra – Svizzera), Società per la ricerca sugli ioni pesanti (GSI Darmstadt – Germania), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC Grenoble – Francia) e Università di Pavia. (fonte foto by Cnao-Pavia).