Approcci innovativi e complementari alla diagnosi e terapia di gliomi: radiazione ad alto LET (Linear Energy Transfer), aspetti dosimetrici e radiobiologici, e impiego di nanoparticelle magnetiche per imaging molecolare (Magnetic Resonance Imaging - MRI)

Questo progetto di ricerca riguarda problematiche relative alla diagnosi e alla terapia dei gliomi, neoplasie del sistema nervoso centrale. Per un approccio innovativo e complementare al problema vengono messe in comune competenze diverse reperibili tra il consorzio dei fisici proponenti. Queste riguardano la radiobiologia, la dosimetria e l’utilizzo di nanoparticelle per imaging e loro caratterizzazione. È noto che i gliomi sono scarsamente curabili in quanto resistenti alla radioterapia convenzionale e alla chemioterapia. La radioresistenza cellulare è un fenomeno complesso, tuttora oggetto di indagine su diversi fronti. Recenti studi preclinici hanno dimostrato che la radiazione ad alto LET (Linear Energy Transfer) è particolarmente efficace per l’inattivazione di cellule tumorali di elevata resistenza alla radiazione convenzionale. Nell’ambito di un progetto già avviato dal gruppo della Prof.ssa Bettega, si intende studiare gli effetti del LET della radiazione e dell’aggiunta di radiosensibilizzanti (temozolomide, TMZ) sulla radioresistenza di cellule derivate da tumori cerebrali umani utilizzando fasci di ioni carbonio e, per confronto, fasci di fotoni della radioterapia convenzionale. Questo approccio innovativo richiede al contempo strumenti che consentano la misura accurata della dose di radiazioni erogata. I dosimetri attualmente in uso presentano diverse limitazioni. Una possibile alternativa potrebbe essere rappresentata dalla dosimetria a gel di Fricke (FGLD), già in fase di sviluppo presso il gruppo della Prof.ssa Gambarini. Essi hanno alcune peculiarità di elevato interesse, quali l’indipendenza della sensibilità dall’energia della radiazione, possibilità di una misura della distribuzione 3D della dose, risposta equivalente ai tessuti biologici. Altro fattore di notevole rilevanza risiede nella difficoltà della stadiazione e localizzazione dei gliomi. La risonanza magnetica nucleare per Immagini (MRI) è strumento di elezione per lo studio dei tumori cerebrali. Il gruppo del Prof. Lascialfari da anni si occupa dello sviluppo di nuovi agenti di contrasto per MRI. In questo progetto si prevede l’utilizzo di nuove nanoparticelle magnetiche, opportumente funzionalizzate con biomolecole, per un efficace insediamento selettivo nel tumore. La parte di caratterizzazione chimico-fisica e morfo-dimensionale delle nanoparticelle verrà seguita dal gruppo della dott.ssa Lenardi, mediante misure di spettroscopia ottica (Raman, FTIR) ed elettronica (XPS) e mediante microscopia elettronica a scansione (SEM), in modo da correlare l’efficacia teranostica delle nanoparticelle magnetiche con le loro proprietà strutturali. Il gruppo di lavoro è composto da 5 “ricercatori attivi” e di 7 dottorandi, 1 specializzando, 2 assegnisti di ricerca, 2 tecnici laureati (EP2 e D2). Da questo progetto i proponenti si attendono di sperimentare l’efficacia di percorsi complementari per l’avanzamento della diagnosi e cura di forme tumorali solide.