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Terapia e Chirurgia

Nuovi trattamenti per il tumore al polmone: la Charged-Particle Therapy

“Se si cura una malattia si vince o si perde, se si cura una persona, vi garantisco che in quel caso, si vince qualunque esito abbia la terapia!” (dal film Patch Adams). Il tumore al polmone, tristemente noto anche come il “Big Killer” è la prima causa di morte per neoplasia in Italia. Negli ultimi anni, la ricerca scientifica ha raggiunto notevoli successi verso un nuovo protocollo di cura per il paziente oncologico: dallo sviluppo dell’Immunoterapia alla recente scoperta di un ricercatore italiano laureato in Fisica e con un dottorato in Scienze Nucleari, Gabriele Grittani, che ha brevettato un macchinario in grado di bruciare i tumori, sfruttando principi fisici propri di una nuova terapia: la CPT (Charged-Particle Therapy).

Epidemiologia

Il tumore del polmone rappresenta una delle prime cause di morte nei Paesi industrializzati, Italia compresa. In particolare, nel nostro Paese, questa neoplasia è la prima causa di morte per tumore negli uomini e la terza nelle donne: quasi 34.000 morti in un anno.

E’ quanto si apprende dalle stime rese disponibili dall’ AIRTUM (associazione italiana registri tumori) presentandolo come uno dei quadri paradossalmente più frequenti, ma difficili da  diagnosticare.

Sospetto clinico e visita del paziente

Infatti, nelle fasi iniziali il tumore al polmone può non essere ben caratterizzato per i suoi primi sintomi che, se presenti, possono costituire un campanello di allarme, quali: tosse persistente, respiro affannoso, astenia, calo ponderale importante ed alta ricorrenza di infezioni respiratorie, nonostante la terapia farmacologica. In presenza di una sintomatologia non sfumata, l’algoritmo diagnostico è ben orientato: dopo un’ accurata visita del paziente, il medico richiederà ulteriori approfondimenti di primo livello, come una radiografia del torace, una risonanza magnetica o, se il caso lo richiede, anche metodi più invasivi come la biopsia, per esaminare poi, al microscopio, il frammento di tessuto polmonare interessato dal tumore.

La cause e i fattori di rischio principali

Ci sono altri fattori di rischio alla base del perché, a parità di consumo di tabacco, tra gli stessi fumatori c’è chi si ammala e chi no, essendo il meccanismo di difesa, diverso da persona a persona

Dal punto di vista fisiopatogenetico è coinvolto un equilibrio molecolare, teso tra l’azione  degli oncosoppressori come p16 e p53 (“il guardiano del genoma”) e l’ “antagonista” oncogene K-RAS (un gene che favorisce la malattia) per il tumore non a piccole cellule (NSCLC – circa l’85% dei casi riscontrati) e, p53 e RB1 per il tumore a piccole cellule (SCLC – 10/15 % dei casi).

Molti dei miei pazienti mi chiedono perché ho avuto un cancro al polmone proprio io che non ho mai fumato, invece alcuni miei amici e familiari che hanno fumato tutta la vita non hanno avuto nessun problema ?

Secondo il Chirurgo e Direttore della struttura complessa di Chirurgia Toracica (Fondazione IRCCS Istituto Nazionale Tumori) Ugo Pastorino, le ragioni sono complesse: in quel 10% di persone dei tumori polmonari nei non fumatori ci sono fattori predisponenti sia genetici sia ambientali (da “esposizione professionale” a sostanze inquinanti e/o chimiche e come il radon, l’amianto), ma soprattutto il fumo di sigaretta, fattore di rischio e anche agente passivo verso chi è esposto.

Terapia biologica: la medicina di precisione della Target Therapy

La combinazione di immunoterapia e chemioterapia è efficace nei pazienti con tumore del polmone non a piccole cellule (NSCLC) non squamoso avanzato, riducendo il rischio di morte del 38% nei casi di metastasi epatiche e del 59% in quelle  cerebrali.

Sebbene il trattamento più utilizzato, sia nel tumore polmonare a piccole cellule (SCLC) sia in quello non (NSCLC), consista nella scelta di associazione tra radioterapia e chemioterapia, in base ai dati sopracitati e resi disponibili dall’ AACR (American Association for Cancer Research), la nuova frontiera è rivolta verso l’immunoterapia, ovvero la ricerca di farmaci specifici sulle cellule tumorali, nonchè bersagli precisi delle difese immunitarie di pazienti selezionati.Infatti, tra i target più interessati all’azione di tali farmaci già a disposizione, vi sono recettori cellulari (EGFR, epidermal grow factor receptor; Alk, recettore tirosin chinasico), e altri fattori coinvolti nel trasduzione del messaggio cellulare (signalling cellulare). Lo scopo è di evitare l’ulteriore espansione tumorale e le relative conseguenze, quali metastasi o recidive, agendo dunque come “inibitori del checkpoint primario”: Pembrolizumab è tra i più promettenti per il trattamento su NSCLC.

Trattamento di immunoterapia su pazienti selezionati affetti da tumore del polmone (nsclc) squamoso avanzato: le cellule tumorali esprimono la proteina PD-1 che, legando alcuni recettori presenti sulle cellule della difesa immunitaria ne inibisce la loro azione. In figura, si noti l’azione antagonista (anti PD-1) di Pembrolizumab.
PD – 1. Esempio di marcatore tumorale: se è rilevabile nel circolo sanguigno, indica la presenza del tumore .

Primi successi della Charged-Particle Therapy (CPT)

Spesso al momento della diagnosi sono già presenti metastasi in organi diversi dal polmone e di conseguenza la chirurgia, cioè l’eliminazione del tumore mediante l’asportazione dell’area del polmone coinvolta,  non può essere considerata un approccio efficace.

In casi selezionati, quali l’inoperabilità del tumore  o in pazienti oncologici a rischio (come anziani ed immunodepressi), la scelta del miglior trattamento nell’ultimo decennio, seppur mini invasivo, è rappresentato dalla termo ablazione: a microonde (specifica in caso di organi parenchimatosi e non cavi, come il polmone in questo caso) e a radiofrequenza. Lo scopo è quello di utilizzare, a seconda del tipo di energia utilizzata, un lungo ago, affinché la zona interessata dal tumore possa essere distrutta dal calore (100 °C in quella a microonde; 80°C in quella a radiofrequenza); tuttavia, di recente approccio è anche la crioablazione (temperature al di sotto degli 0°C). Infatti, se la termo ablazione a microonde, sfruttala temperatura dei campi magnetici, quella a radiofrequenza, sfrutta il passaggio della corrente elettrica. Inoltre, l’utilizzo della TAC è molto importante per stabilire precisamente dove posizionare l’ago: tale tecnica, oltre a garantire la visione dei limiti della zona cancerosa, consente anche di  verificare in 3D, lo stato di morte cellulare della lesione stessa.

Immunoterapia e tecniche ablative

Tra le aspettative future delle strategie tecnico diagnostiche, non si può non menzionare il cosidetto “abscopal effect”, un effetto combinato dato da termo ablazione e farmaci selezionati. Dunque, la prospettiva di integrazione tra immunoterapia e tecniche ablative, in casi selezionati, significherebbe una ulteriore sfida nell’individuazione di una terapia più efficace per il paziente oncologico.

Il picco di Bragg

Le particelle cariche, come i protoni, depositano  gran parte della loro energia poco prima di fermarsi. In questo modo essendo il rilascio di  dose piccolo e trascurabile sul resto del corpo, non si verifica un danno anche per le cellule sane del paziente (Treccani  – Acceleratori per la medicina e la fisica applicata)

La nuova sfida della Charged-Particle Therapy (CPT)

Se con la radioterapia, la dose rilasciata dai raggi X o gamma non ha un effetto importante sui tessuti che vivono in ipossia e quindi radioresistenti, in questi ultimi anni si è giunti ad una vera e propria svolta nel protocollo di cura per il paziente: una nuova terapia che agisce attraverso l’irraggiamento di particelle cariche (protoni, ioni …) col fine di eliminare solo la lesione cancerosa.

L’innovazione «Si basa sull’interazione laser-plasma, resa possibile grazie all’avvento dei laser ultracorti. Questi laser, permettono di ridurre drasticamente le dimensioni necessarie per accelerare particelle a energie utili per trattamenti medici». L’idea, nata nei laboratori di un avanzato centro di ricerca della Eli-Beamlines di Dolni Brezany (Praga), ha coinvolto un’ equipe di scienziati italiani: Gabriele Maria Grittani, Carlo Maria Lazzarini e Tadzio Levato. La disintegrazione del tumore avviene tramite tecnica laser-plasma  ed irraggiamento di elettroni, accelerati dall’impulso di fasci laser estremamente rapido (pensate ad un miliardesimo di miliardesimo di secondi (femtosecondi) e potente (migliaia di miliardi di watt). I fasci di elettroni generati via laser sono più leggeri rispetto ai protoni oggi utilizzati.

Prospettive

Tale prototipo ingegneristico si dimostra come una possibile cura. Infatti, la sua realizzazione come dispositivo portatile, seppur in fase di sperimentazione, presenta tra i seguenti vantaggi:

  • una tecnologia integrata per il monitoraggio minuto dopo minuto (in real time) della posizione in cui è presente il tumore;
  • azione specifica su tumori di piccole dimensioni e in aree del corpo soggette  al movimento, come quelli del polmone e della prostata.

Come tutte le nuove idee e le continue sfide che queste comportano, lo stesso Grittani, membro dell’equipe italiana appunto impegnata nel progetto dichiara:

È in corso la realizzazione di un prototipo indispensabile per avviare la fase sperimentale di una radioterapia che rappresenta una svolta storica nel campo dei tumori.


Fonti e approfondimenti
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Informazioni autore

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Noemi Maria Giorgiano

È iscritta al quarto anno di Medicina e Chirurgia all'Università de La Sapienza (Latina) ed è impegnata nella organizzazione di Iniziative Culturali per tutti gli studenti. È appassionata verso la continua ricerca sperimentale applicata nel campo della Chirurgia e alla corretta divulgazione delle argomentazioni scientifiche.

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