AMONG_US: Accelerators for Medicine: Optimizing Neutron Generation and USe for cancer.
La collaborazione tra il nostro gruppo e il gruppo BNCT che lavora in Cina a Nanjing e Xiamen si è consolidata nel secondo progetto finanziato dal Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale (MAECI) per il triennio 2024-2026. Si tratta del progetto AMONG_US, acronimo che riassume il titolo: Accelerators for Medicine: Optimizing Neutron Generation and USe for cancer. AMONG_US è un Progetto di grande Rilevanza nell’ambito del programma esecutivo per la cooperazione scientifica e tecnologica bilaterale sottoscritto dal MAECI e dalla National Science Foundation of China (NSFC) .
I partner sono INFN (dal lato Italiano, PI Valerio Vercesi), l’ospedale Xiamen Humanity Hospital, la Nanjing University of Aeronautics and Astronautics e la Company NEUBORON Medtech (dal lato cinese, PI Janji Pan). Gli obiettivi sono consolidare metodi e individuare strategie per migliorare la BNCT con acceleratori. I due Partner usano per la BNCT diverse tecnologie per accelerare i protoni e per convertirli in fasci neutronici. L’INFN ha progettato e realizzato un acceleratore basato sulla tecnologia Radio Frequency Quadrupole (RFQ), che fornisce un’elevata corrente protonica (30 mA) e un elevato flusso di neutroni, sfruttando la reazione (p,n) su un target di berillio. In Cina, a Xiamen, è già in funzione un acceleratore elettrostatico di tipo tandem, accoppiato a un target di litio. Attraverso AMONG_US è possibile confrontare diverse tecnologie e condividere le competenze dei due gruppi per raggiungere nuove conoscenze e promuovere l’innovazione. La possibilità di scambiare ricercatori e di trarre profitto dal know-how disponibile nel centro cinese darà impulso alla costruzione del centro ANTHEM in Italia, facilitando l’ottimizzazione della dinamica di fascio e il trasferimento delle conoscenze radiobiologiche nella pianificazione del trattamento. In sintesi AMONG-US mira a:
1. Sviluppare parte della tecnologia necessaria alla generazione e all’ottimizzazione delle caratteristiche del fascio neutronico
2. Approfondire la comprensione dell’effetto biologico dovuto al campo di radiazioni della BNCT
3. Ottimizzare la somministrazione della dose ai pazienti utilizzando anche tecniche di AI
La collaborazione ha organizzato diversi momenti di incontro e scambio, sia in Cina sia in Italia; in queste occasioni è stato possibile anche fare il punto sui risultati della sperimentazione clinica che si sta svolgendo a Xiamen, con particolare interesse per i tumori del distretto testa-collo e per il glioblastoma multiforme. Inoltre, componenti del gruppo italiano si sono recati a Xiamen per periodi di ricerca condivisa, che riguardano diversi aspetti della BNCT. Innanzitutto, i partner cinesi hanno grande esperienza nella costruzione del Beam Shaping Assembly (BSA), il complesso di materiali che serve per collimare e moderare il fascio neutronico per ottenere le giuste caratteristiche spettrali e di intensità. Grazie allo scambio di know-how, il gruppo italiano ha fatto dei passi avanti per la progettazione del BSA di ANTHEM. Dal punto di vista della radiobiologia, abbiamo avviato un piano di lavoro per produrre dati in vitro riguardo la relazione dose di radiazione – sopravvivenza cellulare con il fascio di Xiamen. Questi dati sono di grande importanza per esprimere la dose di radiazione assorbita in seguito a trattamento BNCT, in unità fotone-equivalente utilizzando adeguati modelli dosimetrici. La capacità di conoscere con precisione l’effetto della BNCT in funzione della dose permette di migliorare il potere predittivo quando si stabilisce il piano di trattamento per il paziente e si calcola la distribuzione di dose nel tumore e nei tessuti sani circostanti. Migliorare questo aspetto è di grande interesse per entrambi i gruppi di ricerca. La produzione di dati radiobiologici non può prescindere da una precisa conoscenza della concentrazione di boro presente nelle cellule al momento dell’irraggiamento. Il gruppo di Pavia è esperto nell’uso della tecnica di autoradiografia neutronica per l’imaging della distribuzione e la misura della concentrazione del boro in campioni biologici. Questo è stato un altro argomento affrontato durante una delle ultime visite al centro di Xiamen, che ha permesso di migliorare la tecnica usata in Cina e ottenere risultati robusti e riproducibili. Infine, nella visita di fine 2024, per la prima volta sono state compiute misure microdosimetriche in un fascio clinico di BNCT utilizzando i rivelatori prodotti dal gruppo ANTHEM di Legnaro.
Foto: Foto di gruppo ufficiale del primo workshop AMONG_US
foto: X. Tang, Y-H. Liu, Y. Mingang, Z. Hu e C. Geng di fronte al cuore del progetto BNCT dell’INFN: l’acceleratore RFQ
Foto: la collaborazione AMONG_US in visita ai Laboratori Nazionali di Legnaro, Dicembre 2023