L'adroterapia è una forma di radioterapia che utilizza fasci di protoni, neutroni o ioni positivi per il trattamento dei tumori. I tre Centri che in Italia, mettono a disposizione questa terapia sono:  CNAO. (Centro Nazionale Adroterapia Oncologica) di Pavia (protoni e ioni carbonio), il Centro di Protonterapia di Trento (protoni) e il Centro Catana di Catania (protoni). Padre fondatore della Adroterapia italiana è il fisico  Ugo Amaldi, che  dopo aver trascorso molti anni al CERN di Ginevra, nel 2001, con il Ministero della Salute ha dato vita al progetto del  Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica.

La terapia adronica  funziona bersagliando  il tumore  con  particelle  ionizzanti  che danneggiano  il DNA  delle cellule  dei tumori  provocando  la loro morte. A differenza della radioterapia convenzionale  che utilizza  i raggi X, essa  si avvale  di fasci  di particelle  pesanti  dette adroni  ( particelle  subatomiche, composte, soggette  alla forza nucleare forte).  L'adroterapia offre vantaggi  potenziali  rispetto  a quella convenzionale, sia in termini  di precisione perchè consente  di colpire  il tumore in modo  selettivo  rilasciando una dose minore  ai tessuti sani  che lo circondano  e riducendo  gli effetti  collaterali, sia in termini di una   maggiore efficacia biologica verso  alcuni tipi di cellule tumorali   radioresistenti, cioè  che non rispondono  in maniera ottimale alla radioterapia  con raggi X.

L'alta tecnologia  del CNAO è formata  da un insieme di macchine  acceleratrici  e linee  di trasporto  dei fasci  di particelle. I fasci sono  generati da sorgenti che producono  ioni carbonio e protoni. La macchina acceleratrice  più importante  è il sincrotrone, lungo 80 metri  con diametro di 25.  Il fascio che colpisce  le cellule dei tumori  si  rinnova in modo simile a quello degli elettroni  ed agisce  con una precisione di 200 micrometri (due decimi di millimetro).

Gli ioni  carbonio che vengono utilizzati  permettono  il trattamento di  tumori profondi che non possono essere controllati con i raggi X, nè con protoni.

SPERIMENTAZIONE CON INSIDE

In Italia, si sperimenta  il sistema  di monitoraggio delle radiazioni  in tempo reale che  permette di  osservare le modifiche morfologiche  subite dalla massa tumorale durante la terapia  e se necessario rivedere e aggiornare  il  piano di trattamento  per renderlo ancora più preciso.

Allo studio clinico   40 pazienti  del CNAO (Centro Nazionale Adroterapia  Oncologica) che  coinvolge  nel progetto: INFN (Istituto  Nazionale  di Fisica Nucleare), l'Università  di Pisa, "La Sapienza" Università di Roma, il Museo Storico della Fisica  e  il Centro Studi  e Ricerca "Enrico Fermi".

 Si chiama Inside  (Innovative Solution for Dosimetry in Hadrontherapy) ed  è il primo sistema al mondo  bimodale (composto da uno scanner PET e da un tracciatore  di particelle  cariche), in grado di monitorare  in tempo reale   i fasci  di ioni carbonio e protoni utilizzati nella adroterapia oncologica per colpire i tumori  resistenti  alla radioterapia  ai raggi X e non operabili.  La sperimentazione è stata avviata  sui pazienti  con l'obiettivo  di  verificare  più efficacemente  gli effetti  della adroterapia sui tessuti  tumorali  e rendere ancora più preciso il trattamento.  Lo studio clinico  coinvolge 40 pazienti  del CNAO che si sottopongono  ad  adroterapia  con  protoni  per il trattamento  di  meningiomi e carcinomi squamo cellulari del rino faringe e con ioni carbonio per il trattamento di carcinomi adenoideo - cistici e  cordomi  della base del cranio.

Il piano di trattamento  per queste patologie  prevede  dalle 15 alle 35 sedute  di adroterapia, una al giorno. Lo studio clinico  prevede all'inizio 3/4 misurazioni  attraverso  Inside  durante la prima settimana  di trattamento e in seguito una misurazione a settimana.

Sulla base  delle rilevazioni di Inside e dei risultati  di eventuali  Tac di rivalutazione è possibile osservare  le modifiche  morfologiche  subite  dalla massa tumorale durante la terapia  e se necessario  rivedere ed aggiornare  il piano di trattamento. Inside  è uno  strumento  posizionato  vicino  al letto, dove il paziente  riceve il trattamento con adroterapia e si compone  di due rilevatori  (un sistema di  imaging  bimodale  con uno scanner  per la Tomografia  ad emissione di Positroni - PET e  un tracciatore  di particelle  cariche) in grado di  misurare  le particelle secondarie  prodotte durante  il trattamento,  facendo  capire con un brevissimo scarto temporale  dove si sta rilasciando  l'energia  e se il volume  tumorale, in seguito al trattamento, si modifica.

Questa è la seconda fase del progetto  Inside, la prima   fase si era concentrata sulla creazione  dei due rilevatori ed  è stata portata avanti  tra il 2013 e il 2014 dal Ministero  della Università  e Ricerca  della Università di Pisa.