Individuare e colpire il tumore con una precisione mai messa a punto prima.
Ora è possibile grazie ad una nuova tecnologia di superconduttori, cuore della macchina realizzata da un’azienda genovese, la Asg Superconductors del gruppo Malacalza, e presentata il 10 Gennaio scorso, in anteprima mondiale, a Dresda. L’obbiettivo di questa apparecchiatura radioterapica è quello di aggredire la massa tumorale in modo mirato, mettendo a disposizione immagini talmente nitide da poter escludere i tessuti sani e concentrare così, in modo assoluto, l’energia del flusso di protoni sulla massa neoplastica.
Il progetto MgB2
La tecnologia superconduttiva MgB2 di ASG, in cui il diboruro di magnesio – MgB2 – è il composto inorganico che funge da superconduttore, è il perno dell’innovazione presentata recentemente, in prima mondiale a Dresda, nell’ambito della protonterapia e della diagnostica per immagini in Risonanza Magnetica real time.
Da una parte la risonanza magnetica offre il vantaggio, rispetto alle modalità di imaging convenzionali, di permettere la visualizzazione di tumori microscopici con un contrasto d’immagine ineguagliabile. Ciò consente di delimitare in modo molto preciso il perimetro della massa tumorale rispetto al tessuto sano circostante e di definire quindi con la massima accuratezza il volume tridimensionale da irradiare.
In secondo luogo, la risonanza magnetica è in grado di mappare i cambiamenti nella forma e nelle dimensioni della massa da irradiare, consentendo di regolare l’applicazione delle radiazioni in modo focalizzato e sicuro.
Uno dei punti chiave di questa innovazione scientifica e tecnologica, che avrà in futuro un forte impatto sulla terapia dei tumori, è proprio la risonanza magnetica in tempo reale, la quale permette di visualizzare costantemente il movimento della massa cancerosa durante una sessione di irradiazione e di sincronizzarlo perfettamente con l’applicazione della stessa radiazione protonica emessa.
Cos’è la protonterapia?
La protonterapia, o terapia protonica, è una tipologia di radioterapia avanzata che utilizza fasci di particelle protoniche cariche d’energia per irradiare un tessuto biologico malato, spesso nel caso specifico per il trattamento terapeutico di microscopiche masse tumorali.
Il vantaggio principale della terapia protonica è la possibilità di focalizzare in modo molto preciso il dosaggio delle radiazioni ionizzanti rispetto ad altri tipi di radioterapie. Nella terapia protonica, il personale sanitario utilizza un acceleratore di particelle per indirizzare il fascio di protoni su di una massa patologica, e queste particelle cariche danneggiano il DNA delle cellule tumorali, uccidendole o bloccandone la riproduzione. Le cellule neoplastiche sono infatti particolarmente vulnerabili agli attacchi contro il proprio DNA a causa sia della loro alta frequenza di divisione che della loro ridotta capacità di autoriparazione dei danni subiti. I protoni possiedono inoltre una scarsa dispersione laterale nell’attraversamento dei tessuti; il fascio quindi non si diffonde esternamente e rimane perfettamente concentrato sulla massa tumorale, garantendo così limitatissimi effetti collaterali ai tessuti sani circostanti.
La presentazione in prima mondiale
Con il prototipo MgB2 presentato a Dresda presso il Centro Nazionale di Ricerca sulle Radiazioni in Oncologia – Oncoray – sarà possibile studiare in quale misura l’accuratezza della terapia protonica possa essere migliorata, su tutto il corpo, e sotto la guida della risonanza magnetica. Si tratta di una sfida tecnologica, poiché sia il dispositivo MRI che il sistema di radiazione protonica funzionano in sinergia mediante campi magnetici, i quali nel sistema MgB2 interagiscono tra loro e quindi influenzano positivamente sia la qualità dell’immagine che la focalizzazione del fascio di protoni. Avendo già dimostrato la fattibilità tecnica della radiazione e dell’imaging simultanea su un prototipo precedente, creato nel 2021, il gruppo di ricerca italo-tedesco può ora utilizzare il nuovo sistema avanzato, per la prima volta a livello mondiale, di imaging MRI e protonterapia in real time.
Il Direttore del progetto “Experimental MR-integrated Proton Therapy“, il Prof. Aswin Hoffmann, con cui i bioingegneri dell’azienda genovese ASG hanno collaborato in questi ultimi 5 anni per lo sviluppo del nuovo device, ha dichiarato: “Con questo nuovo prototipo di risonanza magnetica integrata per tutto il corpo, è possibile visualizzare i tumori in movimento con immagini ad elevato contrasto e in tempo reale. L’obiettivo del nostro lavoro è stato quello di sviluppare una tecnologia che fosse in grado di irradiare i tumori in movimento solo quando essi potessero essere colpiti in modo preciso dal fascio di protoni. Il dispositivo di risonanza magnetica offre inoltre la possibilità di utilizzare nuove tipologie di posizionamento del soggetto da trattare per la terapia protonica, ponendolo sia nella classica posizione sdraiata che in quella, assolutamente innovativa, eretta“.
La particolarità
“La particolarità di questo bioscanner è che può essere fatto ruotare di 360° intorno al paziente, permettendo di studiare gli effetti biologici del fascio di protoni sui campi della risonanza magnetica, sia quelli perpendicolari che quelli paralleli al fascio stesso – osserva il Direttore della ricerca Aswin Hoffmann -. L’acquisizione di immagini ‘real-time’ degli organi del torace, dell’addome e del bacino consente di sincronizzare il fascio di protoni con il movimento della massa tumorale durante l’erogazione. Grazie a questo prototipo è possibile quindi il monitoraggio in tempo reale, tramite risonanza magnetica, delle terapie per renderle più precise, efficaci e sempre meno invasive. La protonterapia è una tecnica emergente di irraggiamento dei tumori che preserva il tessuto circostante grazie ad una limitata profondità di penetrazione dei raggi protonici. Allo stato attuale, senza imaging in tempo reale, ciò sarebbe limitato dal movimento interno della massa tumorale, dai cambiamenti anatomici durante la terapia e anche dalla semplice respirazione del soggetto esaminato.
La progettazione e la produzione del sistema, che pesa 30 tonnellate ed è “green” grazie alla tecnologia superconduttiva ad alta temperatura MgB2 di Asg, è stato prodotto nella storica sede di Genova di Asg, prima di essere trasportato in Germania per l’assemblaggio finale”.
Le dichiarazioni dei responsabili del progetto
Michael Kretschmer, Presidente della Sassonia: “L’inaugurazione di questa combinazione unica al mondo di una macchina per la risonanza magnetica con un impianto di terapia protonica segna una pietra miliare per la Sassonia come centro d’avanguardia nel mondo scientifico. Ciò è un vivo esempio delle potenzialità e delle conoscenze disponibili in questo territorio tedesco. Allo stesso tempo, diventa chiaro come possiamo realizzare innovative apparecchiature scientifiche attraverso importanti collaborazioni internazionali. È positivo e lungimirante che la Sassonia sostenga concretamente progetti ambiziosi come questo presso il suo Ospedale universitario di Dresda”.
Sebastian Gemkow, Ministro della Scienza della Sassonia: “Per migliorare le terapie e sfruttare il potenziale della tecnologia moderna sono necessarie scienza e ricerca innovative. Se, come in questo caso, diverse discipline tecnologiche hanno lavorato a stretto contatto con i professionisti medici, questo è sia un enorme vantaggio per la comunità scientifica che un grande beneficio per la sanità pubblica. Il nuovo prototipo dimostra che anche l’impossibile è possibile, e questo è qualcosa di cui possiamo essere fieramente orgogliosi”.
Prof. Michael Albrecht, Direttore medico dell’Ospedale universitario di Dresda: “La particolarità del Centro medico dell’Università di Dresda è lo stretto legame che si è instaurato tra il settore della cura dei pazienti e la ricerca scientifica di base. Abbiamo sempre posto particolare attenzione agli approcci terapeutici innovativi, soprattutto in campo oncologico. Il salto tecnologico che stiamo compiendo con il nuovo prototipo MgB2 dimostra che siamo sulla giusta strada e in posizione di avanguardia, un ruolo importante che ci stiamo assumendo anche grazie alla positiva collaborazione con i nostri partner scientifici e industriali internazionali. Solo così, in spirito di collaborazione, sono possibili progetti d’alto livello come questo che è stato presentato al mondo intero”.
Marco Nassi, CEO di ASG Superconductors ha dichiarato che “è decisamente sfidante il contribuire ad un progetto tecnico e scientifico così innovativo nel settore della protonterapia, e in stretta collaborazione con Ospedali, partner tecnologici e Università di assoluto prestigio internazionale. Siamo, quindi, molto orgogliosi che le nostre tecnologie e competenze in termini di materiale superconduttore MgB2, magneti e sistemi MRI possano fornire un contributo sostanziale nel rendere sempre più efficaci le cure oncologiche a livello mondiale“.
Fonti