I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato un modello matematico per calcolare i trattamenti di radioterapia che potrebbe ridurre sostanzialmente gli effetti collaterali del paziente fornendo gli stessi risultati della radioterapia convenzionale.

Ai malati di cancro che ricevono la radioterapia per distruggere i loro tumori viene somministrata una dose totale di radiazioni suddivisa in più trattamenti uguali erogati in giorni o settimane. Ciò è dovuto a qualcosa chiamato effetto di frazionamento:il danno cellulare indotto dalle radiazioni è inferiore se la stessa dose fisica viene erogata in più frazioni, perché consente alle cellule sane di riprendersi tra i trattamenti. Gli attuali protocolli clinici prevedono che i pazienti ricevano la stessa dose in ogni sessione di trattamento, ogni giorno.

Ma le dosi devono essere le stesse ogni giorno? "Diverse dosi, attentamente pianificato per ridurre al minimo gli effetti collaterali, può essere altrettanto efficace, "dice David Papp, assistente professore di matematica alla NC State University. "Però, l'entità di tale beneficio non è mai stata valutata. Gli algoritmi che usiamo ora per determinare i migliori trattamenti personalizzati non funzionano quando si calcolano trattamenti con diverse distribuzioni di dose in diverse frazioni".

Papp ha deciso di sviluppare e testare un cosiddetto approccio di "frazionamento spazio-temporale" che ridurrebbe la dose di radiazioni ai tessuti sani mantenendo l'efficacia contro il tumore. In uno studio di prova del concetto, Papp ha testato il piano su sezioni modello di cinque diversi tumori al fegato, ognuno rappresenta una dimensione o posizione del tumore univoca per consentire il confronto con i trattamenti clinici effettivi.

"Volevamo vedere quali sarebbero stati i vantaggi quantitativi di un nuovo protocollo, "dice Papp. "Quanto si può ridurre l'effetto delle radiazioni sul fegato assicurandosi che il tumore riceva una dose consistente ed efficace? Una riduzione del 20 percento ridurrebbe gli effetti collaterali abbastanza da giustificare un cambiamento nella pratica clinica quotidiana".

Il modello di Papp ha ridotto la dose epatica dal 13 al 35 percento senza compromettere altri obiettivi clinici. Ha iniziato a lavorare sul perfezionamento del modello per renderlo più robusto, in vista della sperimentazione in vivo.

"I trattamenti con radiazioni convenzionali non ottengono necessariamente il massimo beneficio, " dice Papp. "Il nostro protocollo, erogando un'elevata dose di singola frazione a parti del tumore durante ciascuna frazione e una dose costantemente più bassa al fegato e ad altri tessuti sani, potrebbe ridurre sostanzialmente gli effetti collaterali del paziente mantenendo la stessa efficacia dei trattamenti convenzionali".

La ricerca appare in Fisica in Medicina e Biologia . Papp è l'autore corrispondente.