UNA GIORNATA DEDICATA ALLA PARTICLE THERAPY

Ha preso il via venerdì 10 febbraio scorso la 19° edizione delle International Masterclasses sulla fisica delle particelle, delle astro-particelle e la fisica medica. Le masterclass, organizzate da IPPOG (International Particle Physics Outreach Group) e, in Italia, da INFN, si svolgono tra febbraio e aprile, coinvolgendo oltre 200 tra i più prestigiosi enti di ricerca e università del mondo. In Italia sono oltre 2800 gli studenti iscritti e più di 60 eventi dislocati negli Atenei di 26 città italiane. A Pavia, la masterclass è stata dedicata alla Particle Therapy. Ne parliamo con tre docenti dell'Università di Pavia presso il Dipartimento di Fisica, con incarichi di ricerca scientifica presso INFN Pavia: la Prof.ssa Francesca Ballarini, ricercatore di riferimento della Masterclass, la Prof.ssa Susanna Costanza, responsabile locale delle Masterclass di Pavia, e la Prof.ssa Nicoletta Protti, coinvolta nella Masterclass di Particle Therapy.

Quanti studenti hanno partecipato alla sezione di Pavia della 19° edizione delle Masterclasses e quanto i ragazzi di oggi sono attratti da un mondo così affascinante e complesso quale quello della fisica delle particelle?

Ogni anno, più di 13000 studenti delle scuole superiori di 60 paesi del mondo partecipano ad una delle masterclasses organizzate dall’ International Particle Physics Outreach Group (IPPOG), col supporto del CERN e, in Italia, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).
I ricercatori di Pavia sono coinvolti da diversi anni nell’iniziativa delle masterclass, realizzate anche in collaborazione con il Dipartimento di Fisica. In particolare, aderiscono al progetto "Hands On Particle Physics", che permette agli studenti di lavorare su dati acquisiti dai tre grandi esperimenti del Large Hadron Collider del CERN ATLAS, CMS e ALICE, in cui i ricercatori pavesi sono coinvolti. A partire dal 2022, Pavia ha aderito anche al progetto "Particle Therapy Masterclasses", che porta i ragazzi ad incontrare le avanzate tecniche della fisica medica usate per il trattamento dei tumori.
Quest’anno, gli iscritti alle masterclasses pavesi sono più di 120. Ben 68 studenti, di cui il 54% ragazze, hanno partecipato alla masterclass di Particle Therapy che ha avuto luogo il 10 febbraio scorso, in coincidenza con la giornata mondiale delle donne e delle ragazze nella scienza.  I giovani si sono mostrati particolarmente interessati all’idea che le stesse particelle che si studiano nei grandi esperimenti di fisica di base, come quelli condotti presso il CERN, vengono utilizzate, anche se ovviamente a energie inferiori, per il trattamento di tumori difficili.
I restanti studenti parteciperanno alle masterclasses di fisica delle particelle, che avranno luogo l’1 e il 3 marzo.

Il 10 febbraio, all’interno delle Masterclasses, si è tenuta quella in Particle Therapy, quali sono stati i temi affrontati e quali, a vostro parere, quelli che hanno riscosso maggiore interesse?

La giornata dedicata alla Particle Therapy si è aperta con una mia lezione introduttiva sui concetti di base dell’adroterapia, approfonditi successivamente da due ricercatori CNAO, Marco Pullia per gli aspetti fisici e Angelica Facoetti per quelli radiobiologici. Valeria Pascali, dottoranda in Fisica, ha poi presentato la Boron Neutron Capture Therapy (BNCT), che si basa sull’irraggiamento neutronico di cellule a cui sono stati somministrati atomi di Boro, per sfruttare l’elevata efficacia delle particelle prodotte nell’interazione nucleare tra neutroni e Boro. Nel pomeriggio invece, guidati dalla collega Nicoletta Protti (affiancata, oltre che da Valeria Pascali, dai ricercatori Mario Carante e Ricar Ramos, dal laureando Alessandro Somenzi e dal dottorando in Fisica presso l’università della Basilicata Francesco Bonforte), i ragazzi hanno imparato ad utilizzare, ovviamente a un livello base, un software per piani di trattamento oncologici che permette di simulare irraggiamenti con fotoni, protoni e ioni carbonio (MatRad, https://e0404.github.io/matRad/), mediante il quale hanno svolto degli esercizi che hanno poi discusso collegandosi in videoconferenza con il CERN e altre sedi. Oltre che all’utilizzo di particelle adroniche per curare i tumori e alla BNCT, che non conoscevano, i ragazzi si sono mostrati molto interessati alla complessità degli aspetti dell’alta tecnologia che sono alla base di un sincrotrone come quello del CNAO.

Per un ricercatore trasmettere il proprio lavoro a coloro che potrebbero diventare i ricercatori del futuro deve essere davvero stimolante. Nel corso di questi eventi si creano delle sinergie che continuano anche successivamente? Ci potete fare qualche esempio?

Per quanto riguarda la Particle Therapy bisogna tenere conto che è solo il secondo anno che a Pavia partecipiamo a questo tipo di iniziativa. Tuttavia possiamo già dire che il tutto non si esaurisce con la singola giornata: sia l’anno scorso che quest’anno diversi ragazzi ci hanno scritto per chiederci le presentazioni, segnale di interesse; inoltre mi fa piacere ricordare che una ragazza ci ha detto che, a seguito della giornata sulla Particle Therapy, ha deciso di iscriversi al Corso di Laurea in Fisica per poter poi seguire l’indirizzo Biomedico…un ottimo inizio!
 
Cosa vi aspettate dalle prossime edizioni e quali novità pensate di introdurre?

Sicuramente auspichiamo che i ragazzi continuino a partecipare così numerosi, sperando di riuscire a interessarli e coinvolgerli ancora di più. In particolare vorrei dare maggiore spazio alle tecniche di adroterapia più recenti, inclusi l’utilizzo di ioni diversi dal Carbonio (quali l’Elio e l’Ossigeno), la cosiddetta “FLASH Therapy” (che consiste nel somministrare la dose in modalità acuta -cioè tutta in una volta- invece che frazionata), e infine l’applicazione dell’adroterapia a patologie non tumorali; quest’ultimo aspetto è già stato parzialmente affrontato in questa edizione nella lezione sulla BNCT in cui si è citato il progetto Europeo NECTAR, coordinato da Nicoletta Protti ed entro cui si articola l’attività di dottorato di Valeria Pascali, che studia la possibilità di applicare le stesse reazioni nucleari alla base della BNCT in regimi molto più frazionati e dilazionati nel tempo per distruggere gli aggregati di proteina beta-amiloide, tra i principali responsabili della malattia di Alzheimer.