Tumori, ecco il nuovo laser che li disintegra

Un raggio laser per disintegrare i tumori. Un'operazione di pochi secondi grazie alla quale sarà possibile bruciare alcuni tipi di carcinoma con l'uso di fasci di elettroni. L'idea può sembrare fantascientifica, ma è più reale di quanto si possa credere, ed è destinata - a sentire i suoi inventori - a rivoluzionare il sistema di cura di alcune neoplasie.
Tutto nasce a pochi chilometri da Praga, al Centro di ricerca Eli Beamlines dove un'équipe di scienziati italiani ha brevettato il dispositivo. Gabriele Maria Grittani, Carlo Maria Lazzarini e Tadzio Levato sono partiti dagli studi sui laser ultracorti grazie ai quali lo scorso anno sono stati conferiti tre premi Nobel per la Fisica all'americano Arthur Ashkin, al francese Gérard Mourou (coordinatore della fase preparatoria del progetto Eli) e alla canadese Donna Strickland, prima donna a distanza di oltre mezzo secolo a ottenere il massimo riconoscimento scientifico nel campo della fisica dal 1963, quando a vincere fu Maria Goeppert-Mayer (prima di lei, nel 1903, l'unico altro Nobel per la fisica assegnato a una donna era stato quello conferito a Maria Curie).

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Lazzarini, in cosa consiste esattamente il dispositivo?
«Si basa sull'interazione laser-plasma, resa possibile grazie all'avvento dei laser ultracorti. Questi laser, a differenza degli acceleratori convenzionali a radiofrequenza, permettono di ridurre drasticamente le dimensioni necessarie per accelerare particelle a energie utili per trattamenti medici».

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Come funziona la disintegrazione del tumore?
«Avviene tramite irraggiamento da elettroni. Il processo che consente l'accelerazione dei suddetti elettroni si basa sull'utilizzo di fasci laser impulsati di durata di decine di femtosecondi (un milionesimo di miliardesimo di secondo, ndr.) di altissima potenza, parliamo di migliaia di miliardi di watt localizzati in dimensioni micrometriche».

Per capirci meglio?
«Mentre la luce di un laser impiega circa 3 secondi per viaggiare dalla Terra alla Luna e ritorno, mentre questi impulsi devono percorrere solo una distanza quanto un centesimo di capello umano in un tempo infinitesimale. L'impulso laser viene concentrato su un target gassoso, il quale viene immediatamente ionizzato, generando le cosiddette onde di plasma (non dissimili dalle onde che vediamo sulla superficie del mare), con campi elettrici cosi forti da poter accelerare in pochi millimetri pacchetti di elettroni in maniera stabile e collimata. Fasci che possono essere usati per bombardare le cellule tumorali».

Dove sta l'innovazione?
«Nell'enorme vantaggio dato dalla possibilità di sincronizzare il trattamento con un sistema di imaging che consente di monitorare in tempo reale il target (ad esempio il tumore) ad ogni sparo. Questo è possibile proprio grazie all'utilizzo della tecnologia a laser impulsati di durata brevissima e consentirebbe al dispositivo di essere potenzialmente più veloce ed efficace rispetto alle tecnologie esistenti».

Per quali tipi di tumore potrebbe funzionare il nuovo sistema?
«Su tumori di piccole dimensioni (nell'ordine di centimetri) e situati in aree del corpo soggette a movimento, a esempio polmoni e prostata».

Ma i normali ospedali potranno ospitare un simile macchinario?
«Questa tecnologia potrebbe risultare competitiva rispetto a quella convenzionale, sia per l'utilizzo dei suddetti laser, sia per una riduzione dei tempi del trattamento e dei costi del macchinario. Non solo, si tratta di una macchina di dimensioni ridotte, trasportabile, che potrebbe essere ospitata anche in centri ospedalieri di piccole e medie dimensioni».

Ancora una volta giovani scienziati italiani in prima fila nella ricerca che oggi apre scenari finora impensabili e di grandissime speranze...
«Sì, il brevetto è stato il frutto del lavoro congiunto di un gruppo di scienziati italiani, costituente il team di ricerca sull'accelerazione di elettroni da interazione laser-plasma, supervisionato direttamente dal direttore scientifico del nostro centro di ricerca Georg Korn. Il centro è una user facility con laboratori di ricerca di primissimo piano a livello mondiale, che offrirà la possibilità di utilizzare diversi laser ultracorti, unici in termini di potenza di picco e di frequenza di ripetizione».

Grittani, ma a che punto siamo con lo sviluppo del progetto e cosa manca ancora?
«Siamo adesso in una fase di sviluppo attivo del prototipo, nella quale ci stiamo interfacciando con esperti del settore medico e radioterapeutico, per poter arrivare al più presto a fare test sperimentali in vitro e successivamente in vivo, i quali potranno validare le effettive potenzialità dell'invenzione permettendo di procedere con test clinici e certificazioni».



Qual é il costo di una macchina del genere?
«Il prototipo potrebbe oscillare in un range di 10-15 milioni di euro, ma il costo di una macchina del genere funzionante per strutture sanitarie potrebbe ridursi fino a un terzo del prezzo del prototipo, diventando così appetibile e alla portata di strutture sanitarie anche di piccole dimensioni».

In pratica il sistema sarebbe in grado di rivoluzionare l'attuale protocollo di cura?
«Decisamente sì, perché i fasci di elettroni necessari al trattamento possono essere generati in pochissimi spari del laser (nell'ordine di pochi secondi), inoltre perché il sistema di imaging integrato permette di monitorare e ottimizzare in tempo reale l'efficacia del trattamento».

Che tempi ci sono tra la costruzione del prototipo e i primi test clinici?
«Al momento occorre ancora completare la raccolta di fondi. Dal momento in cui ci sarà la disponibilità economica, il prototipo con i primi test che dimostrano la potenzialità dell'intervento potrebbe essere completato nel giro di quattro/cinque anni. Qualche altro anno potrebbe essere necessario per ottenere le certificazioni mediche necessarie alla commercializzazione. Molto dipende comunque dalla eventuale partecipazione al progetto di una grossa azienda medica».