WIDEST1
1. Titolo del progetto: WIDESpread Tumours BNCT (WIDEST1)
Responsabile nazionale: Saverio Altieri
Data inizio - data fine: 2009-2012
Area in CSN5: Interdisciplinare
Sezioni coinvolte: Pavia, Laboratori Nazionali di Legnaro, Padova
Responsabil locali: Saverio Altieri, Paolo Colautti, Laura De Nardo
2. Numero di partecipanti/FTE
2009 13-7.7
2010 11-7.1
2011 15-9.9
2012 13-7.9
Media 13 - 8.15
3. Tutti i partner non INFN coinvolti:
Policlinico S. Matteo, Pavia,
Istituto Oncologico Veneto, Padova,
Centro Oncologico T. Campanella, Catanzaro
Università di Pavia, Padova, Torino, Firenze, Siena, della Basilicata,
INL - Idaho National Laboratories,
CNEA - Comision Nacional de Energia Atomica, Buenos Aires
Joannes Gutenberg Universitat, Mainz
HUCC - Helsinki University Cancer Clinic
4. Fondi esterni acquisiti (totale)
Valutati solo per Pavia e solo per il periodo coincidente con WIDEST1
FIRB giovani BORTOLUSSI: 11-13 267 PV + 257 FI 178 PV-2 ANNI
FIRB INTERNAZIONALE 85/3=28
28 PV 1 ANNO
CARIPLO 10-11 76
76
2 ANNI
S. MATTEO
15
INL
100 LI-6
TOTALI
397
5. Fondi INFN ricevuti (k€)
1)missioni:
45.5
2)inventariabile/costruzone apparati
13.0
3)consumo
104.0
Totale
162.5
6. Descrizione obiettivi del progetto
Testare la fattibilità del trattamento di tumori diffusi a livello toracico tramite la Boron
Neutron Capture Therapy (BNCT) studiandone efficacia e tossicità su modelli; e creare i
presupposti per la realizzazione di misure di up-take di boro in pazienti con
Borophenilalanina (BPA).
7. Risultati Ottenuti
Sono stati condotti test di tossicità e di efficacia della BNCT in alcuni modelli animali (ratti
e topi) di tumori diffusi a livello polmonare con BPA e con un nuovo veicolante messo a
punto presso il Dipartimento di Chimica IFM dell’Università degli Studi di Torino; uno dei
principali vantaggi di questo nuovo veicolante è quello di permettere l’imaging del boro in
vivo tramite MRI.
L’irraggiamento degli animali è avvenuto nella colonna termica del reattore Triga Mark II
del Laboratorio di Energia Nucleare Applicata (LENA) dell’Università di Pavia.
Nel corso dell’esperimento la postazione di irraggiamento è stata caratterizzata dal punto di
vista dosimetrico e micro-dosimetrico. Le misure di spettrometria neutronica sono state
condotte in collaborazione con ricercatori dell’Idaho National Laboratory (INL) mediante
una tecnica di unfolding basata sull’attivazione di targhette multiple messa a punto all’INL;
tali misure sono rientrate in una campagna di intercomparison di varie facility dedicate alla
BNCT su piccoli animale che ha riguardato, oltre alla nostra, il reattore RA-3 della
Comision Nacional de Energia Atomica (CNEA) a Buenos Aires (Argentina) e il Missouri
University Research Reactor (MURR).
Le misure di micro-dosimetria sono state condotte in collaborazione con i Laboratori
Nazionali di Legnaro (LNL) e l’Università di Padova. E’ stato utilizzato un microdosimetro
progettato e realizzato a Legnaro costituito da una coppia di rivelatori a gas miniaturizzati in
grado di simulare siti biologici dell’ordine del micrometro e in grado di separare la dose
derivante dalla reazione 10B(n,alpha)7Li, alla base della BNCT, dalle altre componenti di
dose legate ai fotoni e ai neutroni.
Il set-up di irraggiamento degli animali all’interno della colonna termica è stato progettato e
studiato tramite simulazioni di tipo Monte Carlo basato sul codice di trasporto neutronico
MCNP. In particolare sono stati progettati e realizzati opportuni schermi con Li-6 arricchito
per proteggere quelle parti del corpo degli animali che non dovevano essere esposti ai
neutroni e fantocci geometrici più o meno complessi per la simulazione Monte Carlo.
Prima di iniziare gli irraggiamenti degli animali è stato necessario ottenere le autorizzazioni
previste dalla Legge per i laboratori e gli stabulari dedicati agli animali irraggiati a causa
della debole attivazione indotta dall’irraggiamento neutronico.
Dopo l'irraggiamento sono state studiate l'evoluzione del tumore e la sopravvivenza degli
animali e gli eventuali effetti prodotti sui tessuti sani mediante l’esame istologico. Sono
state dimostrate la non tossicità del trattamento BNCT ai tempi di irraggiamento utilizzato
(15 min.) e la capacità di rallentare fortemente la crescita del tumore rispetto ai controlli
irraggiati senza boro e a quelli non irraggiati.
Per le misure di up-take del boro in pazienti mediante BPA è stata preparata e sottoposta al
Comitato Etico dell'Istituto Oncologico Veneto (IOV) di Padova tutta la documentazione
necessaria; tuttavia il comitato etico ha subordinato la propria risposta ad una approvazione
da parte dell'Agenzia Italiana del Farmaco (AIFA) per l’utilizzo della BPA fluorinata; tale
richiesta è stata inoltrata alcuni mesi fa all'AIFA da parte dello IOV e si è in attesa della
risposta; nel frattempo è stato ottenuto da parte del Ministero della Salute il finanziamento
di una ricerca basata sul protocollo presentato al comitato etico. Appena questo permesso
arriverà si potrà procedere con la parte operativa sui pazienti.
8. Pubblicazioni (2009-2010-2011-2012 - TOT)
9
3 17
1
30
9. Presentazioni a congressi (2009-2010-2011-2012 - TOT)
10 14 11 11
44
10. Tesi (2009-2010-2011-2012 - TOT)
2
1
2
5
10
11. Sviluppo tecnologico, se c’e’ stato nel caso precisare:
Stato dell’arte, risultati ottenuti,eventuali brevetti o spin-off
(auto)classificare i risultati ottenuti dal punto di vista tecnologico secondo la seguente scala)
1) La tecnologia e’ stata abbandonata (es. nel frattempo sul mercato sono comparse
soluzioni simili)
2) Sviluppo tecnologico in attesa di ulteriori input
3) Caso interessante work in progress
4) Sviluppo realizzato con successo (esempio brevetti in progress)
5) Tecnologia trasferita e disponibile sul mercato (se possibile precisare una stima del
valore di mercato)
12. Applicazioni Mediche
Indicare se esistono prototipi funzionanti in validazione clinica
Anche se non ci sono ancora prototipi funzionanti, va citato il fatto che lo sviluppo della
BNCT è legato alla realizzazione di sorgenti neutroniche intense basate su acceleratori; dai
Laboratori Nazionali di Legnaro è stato proposto l’utilizzo dell’RFQ di SPES ed è stato
ottenuto un finanziamento MIUR come progetto premiale di 5.0 M€; l’INFN potrebbe
cercare di mettere sul mercato una tale macchina come base per nuovi centri di BNCT.
13. Applicazioni interdisciplinari (ambiente,beni culturali, etc)
Indicare se esistono prototipi funzionanti utilizzati da altri enti o istituzioni nazionali o
internazionali
14. Parere dei referees
"L'esperimento ha prodotto una intensa attività scientifica sullo studio della BNCT applicata a
modelli animali di tumori diffusi a livello polmonare trattati con Boro-Phenil-Alanina, al fine di
condurre test di tossicità ed efficacia. La fase di sperimentazione su campioni di tessuto di
pazienti con tumore è rimasta in attesa del parere del Comitato Etico, a sua volta in attesa del
parere dell'Agenzia Italiana del Farmaco. Si auspica che tale fase possa essere completata in un
prossimo progetto. Nell'ambito della ricerca è stato messo a punto un nuovo veicolante del Boro
e sono state perfezionate tecniche e dispositivi di dosimetria e microdosimetria per neutroni e
fotoni, anche in collaborazione con altri centri di ricerca a livello nazionale ed internazionale.
L'attività di disseminazione dei risultati è stata intensa e di alta qualità. Il giudizio complessivo
sull'esperimento è molto positivo." (Renata Longo e Fabrizio Odorici)
