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Livia Ruffini e il ciclotrone ospedaliero

Ciclotrone PET Brotzu 
08.01.2008
Ci sono innovazioni che apportano vantaggi alla medicina o che arrecano giovamento ai pazienti, altre rivoluzionano il mondo della diagnostica. La PET (Positron Emission Tomography) è tra queste ultime: nata nel 1953 negli Usa (grazie all'opera fisico Gordon Brownell del MIT di Boston) si è gradualmente imposta come pratica caratterizzata da altissima precisione e rischi ridotti. Figlia della stretta collaborazione tra fisica e medicina, la tomografia positronica discende dalla scoperta del positrone (particella dotata della stessa massa dell'elettrone ma carica elettrica positiva) avvenuta nel 1932 ad opera del fisico Carl David Anderson (per questo premiato con il Nobel nel 1936).

La PET permette di fotografare la produzione di fotoni in seguito alla collisione tra positroni (immessi artificialmente nell’organismo) e gli elettroni (che compongono le sue cellule): il cosiddesso processo di annichilazione. Le tomografie positroniche appaiono come fette virtuali del cervello e sono ottenute combinando complesse ricostruzioni d'immagine e algoritmi probabilistici sui dati acquisiti da un elevato numero di sensori per i positroni. La PET offre diagnosi accurate di tumori e malattie vascolari ma viene sempre più impiegata anche per guidare l'azione terapeutica (targetered therapy): puntando alla cellula cancerosa e risparmiando la cellula sana permette una notevole riduzione degli effetti collaterali. I radiofarmaci utilizzati per effettuare l'esame PET hanno tempi di decadimento molto brevi (ore o giorni a seconda delle sostanze) il che se da un lato costituisce un vantaggio (per la salute dei pazienti e degli operatori) implica che la loro produzione deve avvenire a breve distanza dal luogo di esecuzione dell'esame (il tempo di trasporto in alcuni casi rende impossibile l'acquisizione dell'esterno).

Il 14 dicembre l'azienda ospedaliera Brotzu di Cagliari ha presentato i risultati dell'utilizzo della PET: 5400 esami eseguiti (e quindi 5400 viaggi di cittadini sardi in meno rispetto a prima) dal 2005 al 2007 e in tempi più recenti la possibilità di creare i radiofarmaci ha aumentato lo spettro d'azione (e ridotto i costi per l'azienda ospedaliera, visto che altrimenti andrebbero acquistati dall'estero e trasportati con aerei privati).

''La tomografia a emissione di positroni - ha spiegato Livia Ruffini, medico nucleare, responsabile del centro PET del Brotzu - indaga sulla funzionalità degli organi. La vera rivoluzione della PET è l'osservazione del metabolismo. Prima di procedere con la scelta dei radiofarmaci abbiamo studiato la distribuzione statistica delle malattie in Sardegna. Così abbiamo indirizzato la nostra attenzione su alcune patologie cardiovascolari e sul tumore alla prostata. Dall'aprile 2005 abbiamo iniziato a eseguire esami diagnostici e nel contempo abbiamo iniziato a preparare la produzione dei radiofarmaci, iniziata nel febbraio 2007 con il Fluorodesossiglucosio e proseguita il mese scorso con l'attivazione della Colina e dell'Ammoniaca. Entro il primo semestre del 2008 inizieremo a produrre Acqua marcata e Metionina".

Il gruppo di lavoro guidato da Livia Ruffini si è arricchito, a partire dal 2003, quando furono iniziate le attività preparatorie, di numerose e diversificate competenze (alcuni ricercatori sardi sono stati appositamente richiamati in Sardegna e ha potuto contare su collaborazioni di alto livello (ad esempio con il CRS4 per la parte informatica) e conta di allargare ulteriormente il coinvolgimento ad altre realtà locali e internazionali.

Aumentare il numero di marcatori significa incrementare lo spettro di patologie diagnosticabili con la PET: se il Fluorodesossiglucosio copre circa il 90% delle indagini (si osserva il consumo di glucosio per individuare le cellule tumorali), il resto è diviso tra Colina (marcata con Carbonio 11 permette di studiare alcuni tumori come quello alla prostata), N-Ammonia (che offre altissima accuratezza diagnostica per la coronarografia e rivela precocemente anomalie nel microcircolo), Acqua marcata (per verificare le funzionalità della corteccia cerebrale) e Metionina (utile nella diagnosi di tumori al cervello).

Le prospettive di ricerca correlate con il centro PET sono legate allo sviluppo di nuovi radiofarmaci, alla parte informatica, alla collaborazione medica in sperimentazioni cliniche con cellule staminali (nel trattamento del morbo di Parkinson e per la ricostruzione del miocardio infartuato) e nella terapia genica. Inoltre la PET può fornire un supporto fondamentale nella sperimentazione di nuovi farmaci.

Andrea Mameli
Ricercatore CRS4

Link utili
Centro PET dell'azienda ospedaliera Brotzu di Cagliari