Adroterapia

Pavia, 9 giugno 2010Pavia, 9 giugno 2010

Adroterapia: i l d di i i li i hRazionale ed Indicazioni cliniche

Dott.ssa Viviana Vitolo

Viviana Vitolo ‐ Visita Rappresentanti del Personale T.T.A. INFN ‐ 9 Giugno 2010

Tra le terapie innovative in ambito oncologicoTra le terapie innovative in ambito oncologico

l’ ADROTERAPIA sta suscitando interesse crescente

“ Sconfiggerà anche i tumori inoperabili ” …

Inaugurato il CNAO, la nuova frontiera per la lotta al tumore


Moscow St. Petersburg

Clatterbridge, UppsalaNice (CAL) , Orsay (CPO)Berlin (HMI) Munich

gDubnaWanjie (WPTC)Ilsan, Korea

Berlin (HMI) MunichVilligen PSICatania Darmstadt (GSI

Heidelberg (HIT)Vancouver (TRIUMF)

Kashiwa (NCC) Hyogo (HIBMC)WERC Shizuoka Pavia CNAO

Hyogo (HIBMC)Chiba (HIMAC)

CA., UCSF CA., LLUMC IN Bloomington TX HoustonTX Houston FL, Jacksonville

South Africa iThemba LABS

61122 pazienti trattati con protoni61122 pazienti trattati con protoni5342 con ioni carbonio 02 March 2009, PTCOG




AdroterapiaAdroterapia

di i f i i h i i i ll• Radioterapia a fasci esterni che impiega particelle nucleari elettricamente cariche: gli adroni

• Protoni e Ioni Carbonio

• Entrambe hanno caratteristiche fisiche favorevoli• Entrambe hanno caratteristiche fisiche favorevoli

Gli i i b i h h i i h• Gli ioni carbonio hanno anche caratteristiche radiobiologiche favorevoli


elettroni “e”elettroni “e”

“adroni” sono“adroni” sono“adroni” sono

fatti di quarkfatti di quarkfatti di quark

ioni carbonio =ioni carbonio =

Atomo

ioni carbonio =

Atomo

....ioni carbonio =

6 protoni + 6 neutroni

....ioni carbonio =


....ioni carbonio =


....protoni o

neutroni

....protoni o

neutroni

....protoni o

neutroni

quark quark



Proprietà fisicheProprietà fisiche


• Gli adroni permettono di ottenere delle distribuzioni di dose migliori di quelle g qottenibili con le più sofisticate tecniche di radioterapia con fotoniradioterapia con fotoni

• Rilasciano poca dose lungo il percorso d’ingresso e pressochè tutta nel bersagliod ingresso e pressochè tutta nel bersaglio tumorale (picco di Bragg), non rilasciano dose in uscitain uscita.


Photons Protons


La dose al 90% volume 101% nella RT con fotoniLa dose al 90% volume cocleare

101% nella RT con fotoni, 33% con IMRT , 2% con protoni

Greco C. American CANCER Society, 2007 2% con protoni


Irradiazione cranio spinale:Irradiazione cranio spinale:Fotoni vs ProtoniFotoni vs Protoni

Dose nulla ai tessuti molli bassa toxmolli bassa tox

Copertura omogenea corpi vertebrali Crescita armonica dello scheletro

ilassile


Adroni: indicazioniAdroni: indicazioniAdroni: indicazioniAdroni: indicazioni

Tutti i Tumori solidi siti in sedi critiche

… in teoria …

Tutti i Tumori solidi siti in sedi critiche

… in pratica …

La sproporzione trail Numero limitato di centri Numero limitato di centri E la NumerositàNumerosità di richiesteimpone la necessità di privilegiare alcune patologiedi privilegiare alcune patologie


Protoni: Indicazioni ConsolidateProtoni: Indicazioni ConsolidateProtoni: Indicazioni ConsolidateProtoni: Indicazioni Consolidate

l h• Melanoma Occhio

• Tumori Basicranio e Colonna

• Tumori Solidi Pediatrici


Melanoma UveaMelanoma UveaMelanoma UveaMelanoma Uvea

• Tumore maligno origina dalla degenerazione delle cellule uvea

• 90% neoplasie maligne dell’occhiodell occhio

• In Italia 300‐350 nuovi casiIn Italia 300 350 nuovi casi all’anno

• Può dare mts a distanza (fegato)


Melanoma UveaMelanoma Uvea

• Più di 15.000 pazienti trattati MGH Boston, Clatterbridge, PSI Villigen, Nice & Orsay

• 60 ‐ 70 CGE 5 frazioni in 7 ‐ 9 giorni.• controllo locale a 5 anni > 95%• preservazione dell’occhio > 90%

ità i i > 45%• acuità visiva > 45%


Melanoma uveaMelanoma uveaMelanoma uveaMelanoma uvea

Institute Particles No.pts LC OS Eyeretention

MGH Proton 1006 96.3% ‐ 89.0%

PSI Proton 2645 95.8% ‐ 89.5% (large T)

Nice Proton 538 89.0% 73.8% 88.0%

Clatterbridge Proton 349 96.7% (4 yrs) ‐ 90.6%g ( y )

NIRS Carbon 57 96.9% (3 yrs) 88.2% (3 yrs) 91.1% (3 yrs)

Munzenrider. JE et al; IJROBP 1989Egger. E et al; IJROBP, 2003Courdi A et al; IJROBP 1999Courdi. A et al; IJROBP,1999Damato. B et al; IJROBP, 2005Tsujii H, et al: IJROBP, 2006 Viviana Vitolo ‐ Visita Rappresentanti del

Personale T.T.A. INFN ‐ 9 Giugno 2010

Tumori della base del cranio:Tumori della base del cranio:Tumori della base del cranio:Tumori della base del cranio:


Tumori della base del cranio:Tumori della base del cranio:Cordomi e CondrosarcomiCordomi e Condrosarcomi

• Tumori rari; Incidenza: 1/10 6/anno O i i d id i b i i d ll t d• Origine da residui embrionari della notocorda o di cellule cartilaginee (condrocranio)

• Crescita lenta

• Scarsa tendenza a mts a distanzaScarsa tendenza a mts a distanza

• Tendenza recidiva locale

• Terapia» Intervento chirurgico

» Radioterapia Postoperatoria


Cordomi: la chirurgiaCordomi: la chirurgia


Cordomi e CondrosarcomiCordomi e CondrosarcomiCordomi e CondrosarcomiCordomi e Condrosarcomi

• Chirurgia macroscopicamente radicale 72% • Sopravvivenza libera da recidiva a 10 anni dopo sola p pchirurgia ~ 30%

Anche una buona chirurgia non è risolutivae da sola NON è sufficiente

• Radioterapia postoperatoria a dosi elevate D i 60 G LC 5 30%• Dosi < 60 Gy LC 5ys ~ 30%

• Dosi terapeutiche 70‐74 Gy


Cordomi: LetteraturaCordomi: LetteraturaCordomi: LetteraturaCordomi: LetteraturaN pts

RT Mean dose (GyE)

LC 3 ys LC 5 yspts (GyE)

Munzenrinder, 1999

169 PT, RT 76 73

Teherara, 99 115 PT, RT 69 59

Hug, 99 33 PT, RT 71 67 53 (4 ys)g y

Noel, 05 100 PT, RT 67 86 2 ys 46

Igaki, 04 13 PT, RT 72 67 70

Schulz‐Ertner ,07 96 Carbon ion 60 81

Tsujii, 07 25 Carbon ion 57 88

Ares, 05 42 PT 74 87 81


Tumori pediatriciTumori pediatriciTumori pediatriciTumori pediatrici

• Medulloblastoma

• Gliomi basso grado

• CraniopharyngiomasCraniopharyngiomas

• Ependymoma • Rhabdomiosarcoma,

• S. Ewing,

• Neuroblastoma,

• retinoblastoma, etc.


Effetti nocivi della RT nel pazienteEffetti nocivi della RT nel pazienteEffetti nocivi della RT nel paziente Effetti nocivi della RT nel paziente pediatrico pediatrico

• Oltre il 70% dei pazienti pediatrici guarisconop p g

• Gli effetti tardivi della RT possono essere severi

• Radiazioni inibiscono la crescita di qualunque tessuto• Radiazioni inibiscono la crescita di qualunque tessuto colpiscano (età‐dose) > 10 Gy

ff f l• Effetti estetico‐funzionali

• RT encefalo: deficit endocrini e neurocognitivi

• Tumori radioindotti (Rischio dose tex sani)


Effetti nocivi della RT nel pazienteEffetti nocivi della RT nel paziente pediatrico


Protoni riducono il rischio di secondi tumori

Chung et al, ASTRO, 2008

N=1006 pazienti FU: 6.8 anni protoni, 5.2 anni fotoni

Tasso grezzo d’insorgenza di Secondo tumore:

6.4% RT protoni

13.1% RT con fotoni

Incidenza attesa di secondo tumore/anno

8.2/1000 protonip

21.6 / 1000 fotoniViviana Vitolo ‐ Visita Rappresentanti del Personale T.T.A. INFN ‐ 9 Giugno 2010

Miralbell et al, IJROBP 54:284, 2002


Interazione con la materia ioni carbonio vs fotoni‐protoni


Interazione raggi X e protoni con i tessuti

L’interazione dell’el. con il DNA nucleare

avviene nei 2/3 dei casi tramite meccanismotramite meccanismo indiretto (radicali liberi dell’acqua) effetto O2q )

In 1/3 dei casi tramite i dimeccanismo diretto

Dipende fase cicloDipende fase ciclo cellulare


Proprietà RadiobiologicheProprietà Radiobiologiche ioni carbonioioni carbonioProprietà Radiobiologiche Proprietà Radiobiologiche ioni carbonioioni carbonio

• Danno diretto alla catena del DNADNA

• Ionizzazioni molto ravvicinate

l d diffi il ò• Il danno difficilmente può essere riparato

• Meccanismo azione indipendente dal: tipo cellulare, fase del ciclo cellulare, tensione di ossigeno



Ioni carbonioIoni carbonioIoni carbonioIoni carbonio

• Solo studi fase II

– Esperienza monoistituzionale (NIRS)Esperienza monoistituzionale (NIRS)

P i i i l d bb i i iPer un impiego razionale andrebbero usati in tumori “radioresistenti”

La principale caratteristica suggestiva di radioresistenza è l di t iè la presenza di una componente macroscopica (tumore inoperabile/ residuo / recidivo)


Esperienza NIRS Giugno 1994 ‐ Febbraio 2010


24 MonthsPre RT

Courtesy of NIRSViviana Vitolo ‐ Visita Rappresentanti del Personale T.T.A. INFN ‐ 9 Giugno 2010

Cordoma del sacroCordoma del sacroCaso 1

Caso 2

Caso 3

4 anni 4 anni 4.5 anni


Cosa faremo a CNAOCosa faremo a CNAOCosa faremo a CNAOCosa faremo a CNAO

• Fase sperimentazione preclinica– Caratterizzazione dosimetrica

– Caratterizzazione radiobiologica

• Fase sperimentazione clinica– Fase clinica studi fase II


DocumentoDocumento presentatopresentato aa::

- Ministero della SaluteMinistero della Salute

- Regione Lombardia

TaskTask principaliprincipali::- Caratterizzazione fisico-dosimetrica

- Caratterizzazione radiobiologica

- Protocolli clinici


Programma della Sperimentazione Clinica Programma della Sperimentazione Clinica T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17 T18

1 2 2 2T tt ti d i P i ti

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Sala 1

2 3 3 3

2

Trattamenti dei Pazienti con ProtoniTrattamenti dei Pazienti

con Ioni Carbonio41 1

Sala 1Fascio Orizzontale Dosimetria e radiobiologia

2

3

Trattamenti dei pazienti con Ioni Carbonio

1 3 5 5 5Sala 3

Fascio OrizzontaleDosimetria e radiobiologia

1 2

2 31 3

Trattamenti dei Pazienti con Protoni

Trattamenti dei Pazienti con Ioni Carbonio

Sala 2Fascio Orizzontale

e Verticale

Dosimetria e radiobiologia

Durata complessiva: 18 mesi

T tt t i i t fi 2010Trattamento primo paziente: fine 2010

Totale pazienti: 230 (80 trattati con protoni e 150 con ioni carbonio)

Permetterà di valutare i costi dei trattamenti per la fase a regimeViviana Vitolo ‐ Visita Rappresentanti del Personale T.T.A. INFN ‐ 9 Giugno 2010

Fase clinicaFase clinicaFase clinicaFase clinica

i i b iProtoni 80 pz Ioni carbonio 150 pz

• Cordomi e condrosarcomi del basi‐cranio e della colonna

• Cordomi e condrosarcomi del basi‐cranio e della colonna vertebralecolonna

• Meningiomi intracranici

vertebrale

S i d ll i t t• Meningiomi intracranici

C i i l ti i

• Sarcomi della regione testa‐collo, del tronco, degli arti,

• Tumori delle ghiandole• Carcinomi anaplastici della tiroide

• Tumori delle ghiandole salivari maggiori


In In attesaattesa di di diventarediventare operativooperativo Il CNAO ha Il CNAO ha In In attesaattesa di di diventarediventare operativooperativo Il CNAO ha Il CNAO ha attivatoattivato un un servizioservizio medico di medico di

assistenzaassistenza e e consulenzaconsulenzaassistenzaassistenza e e consulenzaconsulenzaper per ii pazientipazienti oncologicioncologici..

Tale Tale servizioservizio, , oltreoltre a a fornirefornire informazioniinformazionirelative relative all’Adroterapiaall’Adroterapia è in è in contattocontatto con con iirelative relative all Adroterapiaall Adroterapia è in è in contattocontatto con con ii

centricentri attualmenteattualmente operativioperativi per per l’eventualel’eventualeinvioinvio di di pazientipazientiinvioinvio di di pazientipazienti

Per Per contatticontatti::Per Per contatticontatti::“[email protected]” “[email protected]”


[email protected]@cnao.it

Distribuzione % contatti per patologia: anno 2010Distribuzione % contatti per patologia: anno 2010

24%

2%16%

37%sarcoma

gliomi

13%

gliomi

polmoni

HCC

vie biliari

5%

pancreas

metastasi

altro

1% 2%

aggiornato al 31 maggio 2010Viviana Vitolo ‐ Visita Rappresentanti del Personale T.T.A. INFN ‐ 9 Giugno 2010

[email protected]

Pazienti inviati all’estero 2007Pazienti inviati all’estero 2007‐‐20102010

Sarcoma

Ca Fegato

Condrosarcoma

Ca Ghiandola salivare

Cordoma

0 1 2 3 4 5 6 7

Cordoma CondrosarcomaCa Ghiandola

salivareCa Fegato Sarcoma

Serie1 5 2 6 1 3

aggiornato al 31 maggio2010Totale 17 pazienti Viviana Vitolo ‐ Visita Rappresentanti del Personale T.T.A. INFN ‐ 9 Giugno 2010


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