La radioterapia è una disciplina medica consistente nell'utilizzo di radiazioni ionizzanti. La radioterapia è utilizzata soprattutto nel trattamento di forme di tumore, infatti utilizza un fascio di fotoni penetranti, di 5-10 MeV di energia, per danneggiare il patrimonio genetico delle cellule malate e impedire così che proliferinoUgo Amaldi, Sempre più veloci: Perché i fisici accelerano le particelle: la vera storia del bosone di Higgs, Zanichelli editore, 2012, mentre è poco impiegata in patologie non oncologiche. La radioterapia può essere curativa in un certo numero di tipi di cancro, se confinati in una zona del corpo sulla base della classificazione TNM della lesione stessa.
È prassi comune combinare la radioterapia con la chirurgia, con la chemioterapia, con l'ormonoterapia e l'immunoterapia. Lo scopo esatto del trattamento (curativo-radicale, adiuvante, neoadiuvante, terapeutico o palliativo) dipenderà dal tipo di tumore, dalla posizione e stadio, nonché dalla salute generale del paziente.
Le radiazioni ionizzanti utilizzate in radioterapia sono in grado di danneggiare il DNA del tessuto bersaglio. Le cellule tumorali sono, in genere, scarsamente capaci di riparare i propri danni e quindi vanno incontro a morte cellulare per apoptosi. Per risparmiare tessuti sani, ad esempio pelle o organi che la radiazione deve superare per arrivare al tumore, i fasci delle radiazioni vengono sagomati e rivolti da diverse angolazioni, intersecandosi nel centro della zona da trattare, dove perciò vi sarà un quantitativo di dose assorbita totale superiore che nelle parti adiacenti.
Oltre al tumore stesso, i campi di radiazione possono comprendere anche i linfonodi drenanti se sono clinicamente o radiologicamente coinvolti con il tumore, o se si ritiene che possa esserci un rischio di diffusione maligna. È necessario includere un margine di tessuto sano circostante il tumore per consentire le incertezze dovute al posizionamento e al movimento interno degli organi.
L'irradiazione corporea totale (TBI) è una tecnica radioterapica utilizzata per preparare il corpo per ricevere un trapianto di midollo osseo. La brachiterapia, in cui una sorgente di radiazione è posizionata all'interno o vicino alla zona da trattare, è un'altra forma di radioterapia che minimizza l'esposizione del tessuto sano durante le procedure per curare i tumori della mammella, prostata e altri organi.
Storia
La medicina utilizza la radioterapia come trattamento per il cancro da più di 100 anni, con le sue prime radici tracciate dalla scoperta dei raggi X nel 1895 da Wilhelm Röntgen"University of Alabama at Birmingham Comprehensive Cancer Center, History of Radiation Oncology " (from the Wayback Machine). Archived from the original on 2008-01-05. Emil Grubbe di Chicago è stato forse il primo medico statunitense ad utilizzare raggi x per curare il cancro, a partire dal 1896"Pioneer in X-Ray Therapy". Science (New Series) 125 (3236): 18–19. 4 January 1957. Bibcode:1957Sci...125U..18. doi:10.1126/science.125.3236.18. (jstor stable link).
Il campo della radioterapia ha cominciato a crescere nella prima parte del 1900, ciò è stato gran parte dovuto al lavoro pionieristico della scienziata vincitrice del premio Nobel, Marie Curie (1867-1934), che scoprì la radioattività degli elementi, polonio e radio, nel 1898. In questo modo ha inizio una nuova era nel trattamento medico e della ricerca. Uno dei primi congressi di elettrologia e radiologia medica fu quello svoltosi in Italia nel 1906.Congrès international d'electrologie et de radiologie médicales. 3d, Milan, 1906 Il radio è stato utilizzato in varie forme fino alla metà del 1900, quando la telecobaltoterapia e le unità di cesio hanno iniziato ad usare tale elemento. Infine, gli acceleratori lineari medici sono stati utilizzati come sorgenti di radiazioni dalla fine del 1940.
Con l'invenzione di Godfrey Hounsfield della tomografia computerizzata (CT) nel 1971, la progettazione tridimensionale è diventata una possibilità e ha creato un passaggio da 2D a 3D per la distribuzione della radiazione. La pianificazione basata sulla CT permette ai medici di determinare con maggiore precisione la distribuzione della dose di radiazione, utilizzando immagini tomografiche assiali dell'anatomia del paziente. Le unità di ortovoltaggio e di cobalto sono state in gran parte sostituite da acceleratori lineari a megavoltaggio, utili per le loro energie penetranti e per la mancanza di sorgenti fisiche di radiazione. L'avvento di nuove tecnologie della diagnostica per immagini, comprese la risonanza magnetica (MRI) nel 1970 e la tomografia ad emissione di positroni (PET) nel 1980, hanno portato il trattamento dalla radioterapia conformazionale tridimensionale (3D) alla radioterapia a intensità modulata (IMRT), alla radioterapia guidata dalle immagini (IGRT) e alla tomoterapia. Questi progressi che hanno permesso agli oncologi di radiazione di vedere e colpire meglio i tumori, hanno portato a migliori risultati nel trattamento, con una maggiore conservazione dell'organo e meno effetti collaterali"History of Radiation Therapy: The Evolution of Therapeutic Radiology ". Rtanswers.com. 2010-03-31. Retrieved 2012-04-20..
La radioterapia nella cura dei tumori
La radioterapia come disciplina medica, è rivolta principalmente al trattamento dei tumori.
La radioterapia (da sola o in combinazione con la chirurgia e/o la chemioterapia) è uno strumento efficace per il controllo locale dei tumori. Si calcola che circa 1300-1800 pazienti all'anno ogni 750.000 necessitino di un ricorso alla radioterapia.Se si considera l'incidenza media di nuovi pazienti con tumore per anno ogni 100.000 individui nei diversi Paesi (con esclusione dei tumori della cute-non melanomi), e considerando la necessità per questi stessi pazienti di una "copertura terapeutica da Radioterapia" (a scopo radicale, adiuvante, profilattico o palliativo) di circa il 41-61% nel primo approccio (in relazione allo stadio in cui si presentano, nei diversi Paesi, ed in base alla tipologia di presidi di radioterapia ivi presenti), tenendo inoltre conto del fatto che è possibile un ritrattamento (compreso, a seconda della patologia, in un range del 9%-39% circa).
Si tratta di una pratica medica decisamente consolidata e di comprovata efficacia, ma che ha controindicazioni nei potenziali pericoli dovuti all'impiego delle stesse radiazioni ionizzanti, nei possibili danni da radiazioni e nella probabilità che le stesse inducano l'insorgenza di secondi tumori.
Il meccanismo di interazione tra il fascio di fotoni sfruttati dalla radioterapia e le cellule malate è il seguente: i fotoni dei raggi X colpiscono gli elettroni dei tessuti e li mettono in movimento, questi elettroni “secondari” percorrono zigzagando uno o due centimetri nei tessuti e ionizzano gli atomi delle molecole di DNA nelle cellule che incontrano, disinnescando così il funzionamento dei loro geni.
Due importanti modalità radioterapeutiche sono la TBI e la TSEBI.
TBI La radiazione corporea totale (Total Body Irradiation - TBI), è l'irradiazione totale e simultanea del corpo (in una o più frazioni) utilizzando fasci di fotoni ad alta energia. Consiste in una particolare tecnica radioterapica utilizzata per preparare il paziente a ricevere un trapianto di midollo osseo (TMO o BMT). A seconda delle necessità, questo tipo di intervento può essere eseguito con somministrazioni del tipo high dose, low dose o very low dose. Nello specifico le finalità di questo trattamento sono due: sopprimere il sistema immunitario per prevenire il rigetto del midollo del donatore familiare o non familiare, eradicare le cellule neoplastiche che residuano ai trattamenti chemioterapici.
TSEBI Con TSEBI, Total Skin Electron Beam Irradiation, è indicata l'irradiazione cutanea totale effettuata con fasci di elettroni. Si tratta di una terapia impiegata nel caso di neoplasie cutanee diffuse o in pazienti affetti da micosi fungoide.
Altri trattamenti Esiste anche una radioterapia non oncologica, impiegata nel trattamento di situazioni non oncologiche presenti più frequentemente, ma non esclusivamente, in Geriatria.
Principi di funzionamento La radioterapia si basa sul principio d'indirizzare la radiazione ionizzante sulle cellule cancerogene per danneggiarne il DNA. Mentre le cellule sane dispongono di meccanismi atti a riparare i danni che possono avvenire sul loro DNA, le cellule cancerogene dispongono di meccanismi molto meno efficienti, per cui un danno è più facilmente letale per questo tipo di cellula. Le radiazioni ionizzanti generano nelle cellule radicali liberi, che danneggiano il patrimonio genetico della cellula ospite non in grado di opporvisi.
La principale limitazione nell'uso di questa tecnica consiste nel fatto che le cellule di tumori solidi risultano essere in debito di ossigeno (ipossia) e questo le rende tanto più resistenti alle radiazioni quanto minore è la presenza di ossigeno. L'ossigeno contribuisce a rendere meno riparabile il danno biologico causato dai radicali liberi generati dalle ionizzazioni, e interagisce con gli atomi di idrogeno H+ liberi creando ossidanti OHx: questo inibisce la reazione di ritorno che altrimenti si avrebbe (da Hx+OHx ad H2O).
Tale effetto è più marcato nelle radiazioni a bassa energia (linear energy transfer elevato), tanto che in presenza di ossigeno l'efficacia biologica di tali radiazioni è aumentata di 3 volte.
Sono in sperimentazione tecniche per aumentare l'ossigenazione in fase di trattamento radioterapico, o diminuire l'ossigeno nei tessuti sani antistanti i tumori per limitarne il danno biologico.
Usi terapeutici La radioterapia è principalmente indicata per il trattamento di neoplasie. In misura minore, viene usata per patologie non tumorali che si giovano dagli effetti indotti dalle radiazioni, come nel caso di esoftalmo endocrino, nella prevenzione dei cheloidi, nella prevenzione delle ossificazioni eterotopiche o come nel trattamento di malformazioni artero-venose intracraniche.
Nel trattamento dei tumori, la radioterapia si prefigge di ottenere la totale distruzione di una neoplasia, senza indurre alterazioni gravi e irreversibili ai tessuti circostanti. Per garantire questo risultato, massimizzando l'intervento nell'area interessata e minimizzando l'esposizione delle zone circostanti, è talora utile utilizzare differenti tipi di radiazioni, sia fotoniche (raggi X o raggi γ) che corpuscolari (elettroni, raggi alfa, protoni, ioni carbonio, ecc.) differentemente distribuite sulla sede neoplastica.
Circa non gli effetti non terapeutici, ma i possibili legami causa-effetto fra la radiazione ionizzante e cancro, utile visionare gli effetti collaterali e la sezione radioprotezione.
Team In un approccio multidisciplinare (e talora anche multi – istituzionale), che comporta anche controlli ematologici, per quanto riguarda le tecniche radioterapiche dei vari organi ed apparati della anatomia umana, il trattamento radioterapico di una neoplasia coinvolge diverse figure specialistiche:
Medici specialisti in Radioterapia Oncologica (Radioterapisti Oncologi o Radio-oncologi) Tecnici Sanitari di Radiologia Medica (per Radioterapia e Dosimetria) Fisici Sanitari Infermieri dedicati Statistici sanitari Ingegneri biomedici
Procedure e tecniche
Fra le procedure programmate sulle macchine di radioterapia vi sono la taratura dei sistemi dosimetrici e la calibrazione dei fasci di terapia.
La prima fase della procedura relativa al paziente consiste invece in un suo posizionamento e negli accorgimenti atti a mantenere la riproducibilità di appositi e comodi accessori di immobilizzazione.
Dette apparecchiature per posizionamento e contenzione del paziente sono solitamente site nell'area cosiddetta "di simulazione".