• 166-Ho
• HCC
• linear-quadratic model
• MIRD
• modello lineare-quadratico
• parametro α
• radioembolization
• radioembolizzazione

Oggetto di questa tesi è il calcolo del parametro α del modello lineare-quadratico per il trattamento del carcinoma epatocellulare (HCC), mediante terapie basate sull'utilizzo di Olmio-166.
Il carcinoma epatocellulare rappresenta la neoplasia del fegato più comune. Si tratta di un tumore radiosensibile per il quale tuttavia non si utilizza la radioterapia a fasci esterni in quanto può indurre dei rischi radiobiologici nei tessuti adiacenti al fegato.
La radioembolizzazione invece consente di risparmiare il più possibile il tessuto epatico sano e gli altri organi non target.
Essa si basa sulla somministrazione di microsfere marcate con un radionuclide β-emittente (Ho-166 o Y-90) per via intra-arteriosa. Si sfrutta infatti il differente pattern di vascolarizzazione tra tessuto epatico sano e tessuto tumorale che fa sì che la deposizione delle microsfere avvenga prevalentemente a livello della lesione. La radioembolizzazione dunque risulta essere una terapia altamente localizzata.
Il modello lineare-quadratico è un modello matematico che consente di predire la risposta delle cellule alle radiazioni ionizzanti. In questo lavoro di tesi il modello radiobiologico utilizzato è una semplificazione lineare del modello lineare-quadratico in cui il parametro α ingloba al suo
interno anche la componente quadratica (il cui contributo è ∼ (40 ± 20)% di quello lineare).
La stima del parametro α, del quale non si trovano in letteratura valutazioni puntuali, è di fondamentale importanza per l'ottimizzazione dei trattamenti. A partire dalla conoscenza del valore di questo parametro infatti, è possibile, in linea di principio, determinare la dose ottimale e dunque l'attività da somministrare per ottenere la riduzione desiderata della massa della lesione e valutare a posteriori l'efficacia del trattamento.
Per stimare tale parametro sono stati valutati retrospettivamente 13 trattamenti di radioembolizzazione epatica mediante Ho-166 eseguiti presso l'A.O.U.P. dal 2018 ad oggi.
Il calcolo del parametro α si effettua a partire dalla dose di radiazione assorbita e nello specifico ai fini del calcolo si considera sia la dose media assorbita dalla lesione che la distribuzione 3D di dose, che a sua volta tiene conto di una non uniforme captazione di attività da parte della lesione.
Per il calcolo della dose è stato sviluppato un approccio basato sulla stessa ipotesi su cui si fonda la radioembolizzazione ossia la maggiore vascolarizzazione del tumore rispetto al tessuto epatico sano che rende possibile la deposizione delle microsfere prevalentemente a livello della lesione. La potenzialità di questo approccio risiede nella maggiore velocità e semplicità di calcolo rispetto a quello classico che richiede la co-registrazione delle immagini TC e SPECT/TC (mediante software dedicato dipendente dalla tipologia di microsfere).
I risultati ottenuti per il parametro α relativi all'Olmio-166 sono confrontati con quelli relativi ai trattamenti mediante microsfere marcate con Ittrio-90. Dal modello lineare-quadratico (modello che sottende alla possibilità di radioembolizzazione) il parametro α non può dipendere dalla modalità di somministrazione delle radiazioni ionizzanti (microsfere marcate con Ho-166 o con Y-90) ma unicamente dal tipo di tessuto trattato.
Le differenze statisticamente significative che emergono dal confronto tra i valori di α, relativi alle diverse tipologie di microsfere disponibili per i trattamenti, si possono giustificare ipotizzando un effetto embolizzante non previsto dal modello lineare-quadratico e dovuto alla somministrazione di un elevato numero di microsfere. Quest'ultima comporta l'occlusione dei vasi con la conseguente morte cellulare.
Nel presente lavoro di tesi ci si propone dunque di:
- calcolare la risposta della lesione tumorale alle radiazioni ionizzanti e nello specifico agli elettroni emessi dall'Olmio-166 utilizzato per il trattamento; tale risposta viene valutata stimando il parametro α di un modello radiobiologico semplificato, in cui la componente quadratica è inglobata in quella lineare;
- calcolare il parametro α considerando sia la dose media assorbita dalla lesione che la distribuzione 3D di dose, per valutare come la riduzione della massa tumorale sia influenzata dalla distribuzione stessa di dose;
- sviluppare un approccio di calcolo della dose basato sulla maggiore vascolarizzazione del tumore rispetto al parenchima epatico sano, più veloce rispetto al metodo basato sulla co-registrazione delle immagini e concettualmente più semplice;
- confrontare i risultati ottenuti per Ho-166 con quelli ottenuti per Y-90 e introdurre nel modello lineare-quadratico un'ulteriore componente in grado di giustificare le discrepanze tra tali valori.
Vista la carenza di dati in letteratura, il presente lavoro di tesi costituisce un punto di partenza.
Ulteriori sviluppi dovranno prevedere:
- una valutazione del parametro radiobiologico su un numero maggiore di pazienti;
- una validazione clinica dell'approccio terapeutico presentato (basato sulla conoscenza del parametro α);
- dal punto di vista teorico, un'ulteriore validazione della componente dovuta all'embolizzazione nel modello lineare-quadratico