Il dott. Valerio Ricciardi, assegnista di ricerca della Sezione INFN di Napoli presso il Laboratorio di Biofisica delle Radiazioni diretto dal Prof. Lorenzo Manti, ha ricevuto lo Young Investigator Award 2022 dalla Società Italiana per la Ricerca sulle Radiazioni (SIRR), che premia giovani ricercatori distintisi nell’ambito dello studio sugli effetti biologici delle radiazioni in ambito biomedico. Il suo è stato uno dei cinque lavori premiati e gli permetterà di presentare le sue ricerche presso il 47° meeting annuale della European Radiation Research Society (ERRS), che si svolgerà quest’anno a Catania dal prossimo 21 settembre (http://www.sirr2.it/errs2022/).

Il lavoro premiato presenta un approccio innovativo per la protonterapia, la Proton-Boron-Fluorine Enhanced Protontherapy (PBFEP), che si propone di sfruttare delle reazioni di fusione nucleare innescate dai protoni per aumentare l’efficacia terapeutica della protonterapia. Come è noto, il principale vantaggio della protonterapia risiede nella precisione balistica garantita dalle proprietà fisiche con cui le particelle cariche accelerate rilasciano la loro energia nella materia (curva di Bragg), riducendo la dose al tessuto sano. Per una data dose, tuttavia, i protoni riescono ad eliminare all’incirca la stessa quantità di cellule cancerose dei fotoni impiegati nella radioterapia convenzionale. Negli ultimi anni, nuovi approcci per rendere la protonterapia più biologicamente efficace, e quindi utile per trattare anche i tumori più radioresistenti, sono state investigati dalla CALL NEPTUNE (Nuclear process driven Enhancement of Proton Therapy UnravEled) finanziata nel 2019 dalla CSN V, e nella quale la Sezione INFN di Napoli guida la parte radiobiologica. Tra questi approcci figura la Proton-Boron Capture Therapy (PBCT), che sfrutta la reazione p + ¹¹B → 3α (pB). Grazie alle loro proprietà radiobiologiche, le particelle alfa rilasciate, sono infatti molto più dannose per il DNA rispetto ai protoni.

La PBFEP, per la prima volta, combina alla reazione pB la reazione p+¹⁹F→α+¹⁶O (pF), la quale produce una particella alfa con energia maggiore rispetto alla precedente, quindi in grado di attraversare un numero maggiore di cellule tumorali ed uno ione ad alta capacità ionizzante (¹⁶O) e quindi alta efficacia radiobiologica. Questi effetti sono stati studiati utilizzando sia fasci di protoni di bassa energia, vicina alle energie di risonanza delle reazioni in esame, presso il Center for Isotopic Research on Cultural and Environmental heritage (CIRCE) dell’Università degli Studi della Campania “Vanvitelli”, sia fasci ad energie cliniche presso il Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO) di Pavia; diversi endpoint citogenetici con esperimenti in vitro su diverse linee cellulari tumorali e normali sono stati utilizzati. I primi risultati sembrano mostrare che utilizzando una molecola che contiene sia boro che fluoro (2F-BPA), l’efficacia radiobiologica sia maggiore di quella finora osservata per la PBCT utilizzando solo un carrier di boro (BPA).

Lo studio della PBFEP, con ulteriori misure sperimentali previste nel corso di questo anno, potrebbe aprire la strada all'applicazione di una nuova modalità di somministrazione della protonterapia. Se si dimostrerà efficace, la combinazione di questi approcci ha il potenziale per ampliarne la finestra terapeutica estendendone l’uso a tumori refrattari al trattamento radioterapico.