Nel 2019 il premio Nobel per la medicina è stato assegnato a tre ricercatori, William G. Kaelin Jr, Sir Peter J. Ratcliffe e Gregg L. Semenza, che si sono concentrati sul ruolo dell’ipossia nelle patologie.
L’ipossia è una componente importante anche delle forme tumorali che, diversamente dai tessuti sani, crescono meglio in un ambiente scarsamente ossigenato, anche perché l’ipossia rende difficile l’intervento del sistema immunitario. Inoltre, ci sono evidenze che l’ipossia rende i tumori più resistenti nei confronti della radioterapia convenzionale.
Al contrario, sembra che la adroterapia con ioni di carbonio e protoni, molto più energetica di quella convenzionale, mantenga la propria efficacia anche in presenza di ipossia. Per questo è partito un progetto europeo che intende individuare una firma molecolare capace di evidenziare quali pazienti oncologici potrebbero giovare maggiormente dall’adroterapia con ioni di carbonio, piuttosto che dalla radioterapia convenzionale.
Il progetto si chiama Hi-ROC, acronimo di Targeting Hypoxia with heavy ions to gain control of RadiOresistant Cancers, ed è guidato dal Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica. Finanziatori italiani sono la Fondazione Regionale per la Ricerca Biomedica che ha messo a disposizione quasi 500 mila euro e il Ministero dell’Università e della Ricerca.
Al progetto partecipano anche il Politecnico di Milano e la Fondazione Irccs Istituto Nazionale dei Tumori di Milano, la francese Neolys Diagnostics, l’Ospedale Universitario di Heidelberg, in Germania, l’Istituto di Salute del Lussemburgo, e l’Università di Maastricht, nei Paesi Bassi.
Obiettivi del progetto
Come anticipato, il progetto si propone di individuare una firma molecolare, ovvero un biomarcatore multimodale non invasivo di ipossia, capace di discriminare se il tumore da trattare vive in ambiente ipossico o meno; inoltre, per stabilire la reale utilità di una adroterapia con ioni carbonio, verrà sviluppata anche una piattaforma in-silico tramite la quale effettuare delle simulazioni di terapia.
Contestualmente, i ricercatori svilupperanno anche un device medico per la rilevazione di questo biomarcatore, in vitro, e modelli di digital twin.
Spiega Ester Orlandi, responsabile Dipartimento Clinico CNAO, ricercatrice presso l’Università di Pavia e coordinatrice del progetto: «gli attuali protocolli per la scelta del tipo di radiazione da impiegare (fotoni o ioni carbonio) si basano solo su fattori quali lo stadio del tumore e il tipo istologico e non su caratteristiche biologiche, come l’ipossia.
Ciò è dovuto soprattutto alla mancanza di un biomarcatore specifico di ipossia, non invasivo, che sia in grado di selezionare i pazienti alla miglior terapia. L’obiettivo di Hi-ROC è proprio definire una serie di fattori che, insieme, compongano la “signature”, ossia la firma multimodale del tumore, in grado di rilevarne l’ipossia a livello di singolo individuo».
Un progetto in più fasi
Orlandi ha spiegato parte del disegno del progetto, che «analizzerà dati clinici, biologici e radiologici di circa duecento pazienti già trattatati con radioterapia convenzionale, in accordo agli standard esistenti e di cui sono noti i risultati clinici. Verranno analizzati dati provenienti dall’imaging e da liquidi biologici per identificare il set di parametri che concorreranno a definire la firma di ipossia.
I pazienti, pertanto, saranno classificati come favorevoli o non favorevoli in base al loro outcome e al valore numerico della firma di ipossia definita. Poi, nello studio pilota HYPERION, la firma multimodale sarà testata in associazione a una firma di ipossia radiologica di recente individuata e, in base a essa, i pazienti saranno trattati con radioterapia convenzionale o con un trattamento che includa ioni carbonio. Questo studio può rappresentare un primo passo verso una radioterapia personalizzata e di precisione».
Il progetto europeo si svolge sotto l’egida di European Partnership for Personalized Medicine, con un finanziamento iniziale di 1.803,656 euro. La conclusione del progetto è prevista per il 28 febbraio 2028.
