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Development of a Spatio-Temporal-Energetic Radiation Research Platform for Animals

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Una radioterapia intelligente per i piccoli animali

La ricerca europea lavora per migliorare le prospettive nell'impiego della radioterapia. Lo sviluppo di un dispositivo di irradiazione ad alta precisione per l'uso sui piccoli animali consentirà di perfezionare la piattaforma di ricerca nel settore della radioterapia destinata agli esseri umani.

Salute

Attualmente, la radioterapia oncologica prevede l'applicazione di complessi campi di radiazioni per combattere il tumore ma evitare al contempo di colpire i tessuti sani circostanti. Purtroppo, i sistemi di irradiazione dei piccoli animali non sono altrettanto selettivi e permettono di somministrare solo grandi campi di radiazioni non modulabili nello spazio e nel tempo. Questa è la ragione per cui non è possibile applicare alla radioterapia umana i risultati degli esperimenti condotti sugli animali. Nello studio degli effetti delle radiazioni sui tumori e sulle cellule circostanti nei piccoli animali vi è quindi l'esigenza di migliorare i dispositivi di irradiazione, soprattutto quando le indagini riguardano anche gli effetti sinergici dei vari trattamenti oncologici. Il progetto Sterrpa ("Development of a spatio-temporal-energetic radiation research platform for animals") sta sviluppando un dispositivo versatile per l'irradiazione dei piccoli animali in grado di emettere campi di radiazione precisi con possibilità di modulazione secondo variabili di spazio e di tempo. Il dispositivo Ssmart (Smart small animal radiation therapy), un irradiatore e uno strumento di imaging di precisione per animali di piccola taglia, è già stato collaudato e sono state sviluppate procedure per migliorare il suo funzionamento. Gli scienziati hanno cercato di perfezionare e testare soprattutto tre aspetti principali. L'hardware è stato valutato per misurare i livelli di irradiamento e di dosaggio. Il team Sterrpa ha sviluppato un software per la pianificazione del trattamento che permette di convertire in phantom di calcolo le scansioni TAC eseguite sugli animali, ha sviluppato un nuovo dosimetro e, tramite simulazioni Monte Carlo, è riuscito a calcolare le dosi con precisione. Una rotazione del gantry permette di costruire l'immagine TAC tridimensionale del fascio conico di un intero animale. La qualità dell'immagine è stata notevolmente migliorata grazie a nuovi algoritmi e le immagini TAC sono state rese idonee al calcolo dosimetrico. Benché non rientrasse negli obiettivi originali, gli studiosi del progetto Sterrpa hanno sviluppato algoritmi per il calcolo della dose effettiva ricevuta dall'animale. Le differenze tra la fluenza di fotoni (quantità di raggi X) precalcolata e la quantità effettiva misurata indica discrepanze identificabili. La parte finale del progetto sarà dedicata allo sviluppo di un macchinario ad alta precisione di irradiazione e grande qualità di imaging, utilizzabile per gli studi delle irradiazioni basati sulle immagini, e permetterà di studiare le irradiazioni prendendo in esame anche gli effetti sinergici dei farmaci o la risposta agli enhancer. Tra le applicazioni vi sono il trattamento del cancro degli esseri umani e lo sviluppo di nuovi trattamenti da utilizzare nella pratica clinica.

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