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Doppio dialogo Neufeld

La fisica fa bene!

Il fisico Jonas Knüsel (SWAN Isotopen AG) e la dottoressa Sabine Weidner specializzata in medicina nucleare all’Inselspital di Berna hanno discusso, presso il Liceo Neufeld di Berna, sui vantaggi e le prospettive della fisica medica, in particolare nel settore della diagnostica del cancro. In precedenza c’era già stato un dibattito su Internet (Hangout On Air) sullo stesso argomento. Questo è il secondo di sette “Double dialogues” nell’ambito del progetto “Interactions” finanziato dal Fondo Nazionale Svizzero. Entrambe le edizioni di questa manifestazione sono state intitolate : “La fisica fa bene!” .

Sabine Weider e Jonas Knüsel

“Se la fisica faccia bene o meno non posso dirlo perché non insegno fisica” . Con questa battuta Matthias Küng, insegnante di chimica e rettore del Gymnasium Neufeld (Dipartimento di Matematica e Scienza) ha aperto il dibattito a Berna, il 5 Novembre, presso l'auditorium della sua scuola. L'evento è andato avanti con la presentazione di due relazioni, in cui Jonas Knüsel e Sabine Weidner hanno illustrato il loro lavoro presso l'ospedale universitario di Berna.

Dall’ossigeno al fluoro

Knüsel, fisico dottoratosi all’università di Berna ha così aperto il dibattito. Il fisico ha svolto un ruolo determinante nella costruzione di un nuovo ciclotrone per la società Swan Isotopen AG, inaugurato lo scorso maggio 2013. Il ciclotrone è un acceleratore di particelle di 23 tonnellate e due metri di diametro che produce l’isotopo radioattivo Fluoro 18. Per raggiungere quest’obiettivo i protoni vengono accelerati in un campo elettrico e guidati dalla pressione dell’acqua. Cosa accade dopo Knüsel lo descrive dicendo:" È come un biliardo. Il protone colpisce il nucleo dell'atomo di ossigeno nella molecola dell'acqua - il protone rimane nel nucleo mentre viene espulso un neutrone. Attraverso questo processo l'ossigeno può essere mutato in fluoro, nello specifico in fluoro-isotopo 18. Successivamente l'isotopo radioattivo viene legato allo zucchero ( glucosio). Da questa sintesi viene fuori il radiofarmaco FDG ( fluorodeossiglucosio ). Questo materiale può essere iniettato ai pazienti per rintracciare la presenza di tumori nel corpo. Il fluorodeossiglucosio viene prodotto in tre città svizzere Zurigo, Ginevra e più recentemente, Berna. Il produttore, cioè la società Swan Isotopen AG, è una società privata. Essa fornisce l’FDG esclusivamente all’ospedale universitario di Berna (Inselspital), ma questo sta per cambiare. "Stiamo per acquisire nuovi clienti", dice Knüsel. In linea di principio, potranno essere forniti tutti i potenziali clienti che si trovino a non più di quattro ore di auto da Berna.

Knüsel ha inoltre fatto riferimento alla sua giornata lavorativa che spesso si protrae anche durante la notte. In effetti, per far si che l’FDG sia alle 8 del mattino già a disposizione dei pazienti, deve essere prodotto necessariamente di notte. Il fluoro 18 ha una vita media di appena due ore (per l’esattezza 109 minuti), per cui la sostanza può essere utilizzata solo per poche ore per scopi diagnostici e diventa inutilizzabile per applicazioni mediche dopo questo lasso di tempo. Ecco perché Knüsel comincia a lavorare a mezzanotte. Dall’una alle 3 viene prodotto il fluoro 18 all’interno del ciclotrone. Questo verrà in seguito, cioè dalle 3 alle 4, sintetizzato in condizioni sterili, in FDG. Dalle 4 alle 5 la sostanza viene imballata e sottoposta in parallelo ai controlli di qualità richiesti. Dalle 5 alle 6 e mezzo a Knüsel non resta che occuparsi della burocrazia. Questa è una condizione necessaria a che i medici siano realmente autorizzati a utilizzare la sostanza sui pazienti.

Rilevamento preciso dei tumori.

Sabine Weidner ha seguito nella sua presentazione la stessa linea di Jonas Knuesel, mostrando come, dopo aver iniettato ai pazienti il FDG essi vengono sottoposti allo scanning della tomografia a emissione di positroni (PET). La tomografia ad emissione di positroni ( PET ) è una tecnica di “imaging” della medicina nucleare che riproduce appunto immagini in sezione trasversale di organismi viventi, e che, attraverso il rilascio di una sostanza leggermente radioattiva, la rende visibile nell’organismo. Per questo vengono utilizzati i positroni con conseguente decadimento del radionuclide ( fluoro - 18 ). I positroni interagiscono con elettroni emettendo due fotoni di tipo gamma che si propagano in direzione opposta e vengono misurati dallo scanner PET. Dai dati si può dedurre la distribuzione spaziale del fluoro – 18 all’interno del corpo. Dal momento che il fluoro -18 si deposita nei tumori questi possono essere localizzati con elevata precisione. Presso l'Ospedale Universitario di Berna vengono esaminati con i due scanner PET ogni giorno dai 5 ai 7 pazienti.

“Quello che facciamo in medicina nucleare non è un lavoro puramente medico e questo rende il tutto molto interessante", ha detto Sabine Weidner. Agli occhi interessati del pubblico tra cui gli studenti del liceo di Neufeld , così come anche diverse persone anziane - il medico spiega quali diagnosi sono possibili attraverso le immagini fornite da una PET. " Qui sullo schermo vediamo qualcosa che non vorremmo vedere”, indicando con il puntatore laser sullo schermo, dove è visibile una registrazione di una PET. La Weidner con occhio esperto ha individuato il punto, come una metastasi, vale a dire un tumore secondario. L'elevata precisione nella localizzazione di tumori si ottiene combinando l'immagine dallo scanner PET con un'immagine della stessa regione fornita da tomografia computerizzata (CT). Possiamo osservare l'intero sistema dell’organo interessato con un unico esame. La Weidner ha sottolineato i vantaggi di questo metodo d’indagine. Un'esame costa 2000-2600 franchi . Ma secondo la Weidner, lo spreco finanziario potrebbe essere contenuto evitando ad esempio, interventi chirurgici non necessari.

Il moderatore della tavola rotonda, il giornalista scientifico Benedikt Vogel si rifà al titolo della manifestazione e chiede se la fisica realmente faccia bene . "Non riesco a guarire le persone come fa un medico” ha detto il fisico Knusel , e ha aggiunto, " ma riuscire a produrre qualcosa che aiuta l’umanità dà sicuramente una motivazione in piu'”. Sabine Weidner non vuole che l'affermazione “la fisica fa bene” resti generica. "Non posso sottoscrivere pienamente. Se guardate Fukushima e i bombardamenti atomici, la fisica non fa bene! " La Weidner ha sottolineato i pericoli associati alle radiazioni nucleari nelle applicazioni mediche . Per questo motivo bisogna riflettere sull’uso della radiodiagnostica e della radioterapia: "Per ciascun paziente ci poniamo nuovamente la domanda: Ha senso ricorrere all' indagine medica o no?". E ha ricordato un detto ben noto di Paracelso secondo cui “la dose fa il veleno”. Un principio che è vero in particolare per l'utilizzo della radioattività in contesto medico.

I possibili pericoli derivanti dall'uso di materiali radioattivi è stato sottolineato anche dalle domande del pubblico. Un’ascoltatrice fa riferimento a un articolo di giornale in cui era stato dimostrato come il livello di contaminazione radioattiva in un contesto medico potrebbe portare a nuove malattie. La Weidner non lo esclude ed elenca alcuni esempi in cui la diagnostica dei tumori attraverso una PET / CT non è indicata, oppure è rischiosa, o addirittura può provocare danni. Tuttavia, ha anche sottolineato il caso in cui un precedente ricorso alla diagnostica precoce attraverso una FDG potrebbe aiutare i pazienti a prevenire tali danni.

Per ripredenere dal dibattito Internet

Il dibattito Internet sullo stesso tema- moderato dalla giornalista scientifica Christine Plass - il 31 Ottobre ha sollevato la questione di quanto grande sia la dose di radiazioni ricevuta da un paziente nella diagnosi del cancro mediante una PET / CT. La Weidner ha spiegato al pubblico del liceo di Neufeld che con una PET il paziente è esposto a una quantità non trascurabile di radiazioni stimata a 7,4 millisievert ( mSv ). Questo quantitativo corrisponde all’incirca a quello che uno svizzero che abita in un quartiere residenziale assume in un periodo di due anni sotto forma di radiazioni naturali. Alla luce di tutto ciò, la medicina nucleare è scettica riguardo alla tendenza osservata negli Stati Uniti secondo cui una PET viene spesso effettuata anche solo per testare la forma fisica. Lì gli esami vengono effettuati da fornitori privati per scopi commerciali . " Gli ospedali universitari, grazie a Dio, non devono più agire come aziende private. Possiamo dire:" Non lo facciamo e basta! "

Per i pazienti a cui è iniettato il FDG vengono prese precauzioni particolari proprio per evitare di mettere in pericolo il personale ospedaliero e i familiari. La Weidner afferma: " Diciamo che non abbraccerei un paziente a cui è stato appena iniettato il FDG" . Poiché il fluoro -18 perde la sua attività rapidamente e viene anche biologicamente metabolizzato attraverso i reni , il potenziale pericolo è ancora presente nell’arco di qualche ora. Knusel ha sottolineato come, per proteggere l’ambiente, il ciclotrone è schermato con 2,5 m di calcestruzzo e che il laboratorio è dotato di dosimetri in grado di rilevare la presenza di eventuale radioattività. Dal momento della messa in funzione del ciclotrone non si sono mai verificati problemi . E se anche ci fosse una fuoriuscita dell'isotopo radioattivo una volta, questo non avrebbe alcun impatto significativo, afferma Knusel; "Siamo fortunati che il nostro isotopo sia un isotopo dalla vita breve. Se dovesse fuoriuscire qualcosa la sostanza non si propagherebbe nell’aria, ma rimarrebbe a terra . Nel peggiore dei casi non si potrebbe fare altro che bere un caffè e aspettare fino all’indomani. La radiazione risulterebbe decaduta".

Rappresentanti atipici

Sabine Weidner e Jonas Knusel non solo lavorano nello stesso campo, ma sono anche dei rappresentanti atipici della loro professione. Infatti Jonas Knüsel dopo aver frequentato un liceo a indirizzo prevalentemente economico e dopo la laurea e il dottorato in fisica, non si è dedicato alla mera ricerca nel campo della fisica, ma con l’attività della SWAN Isotopen AG ha scelto un’applicazione pratica di essa. "Ho colto l'occasione per proseguire nel settore privato e per fare fisica in modo pratico". A Sabine Weidner non si addice l’appellativo di medico nucleare nel senso proprio del termine. Come medico nucleare la Widmer non puo’ aprire un qualsiasi studio medico.

Questo è uno dei motivi per cui alcune branche della medicina non sono apprezzate e diffuse tra gli studenti. "Ci sono un piccolo settore ed un settore specialistico, ma bisogna avere almeno un’idea dell’oncologia, nonché una cognizione scientifica per comprendere al meglio i giochetti della fisica e della chimica e possedere un certo spirito di ricerca e capacità di tirare fuori le novità, altrimenti l’attività può diventare noiosa con il passare del tempo. Coloro che non riescono davvero a decidere tra la fisica, la medicina e la chimica perché sono interessati a tutte queste materie sono i benvenuti. "La Weidner stessa ha studiato musica e ha esercitato la professione di musicista per diverso tempo per poi cambiare e dedicarsi alla medicina dei tumori. Il motivo che l’ha spinta è stato il desiderio di confrontarsi personalmente con il problema.

Infine, per concludere, i due partecipanti al dibattito guardano in prospettiva al futuro del loro settore di attività. "Dubito che la diagnostica dei tumori possa subire ancora cambiamenti, dal momento che gli strumenti che abbiamo sono già molto sensibili, siamo in grado, infatti, di rilevare un tumore con precisione millimetrica," dice la Weidner, e aggiunge: "Non so se si può fare meglio." Auspicabile sarebbe per lei una migliore radioterapia: "Sarebbe bello se si potesse curare con terapie specifiche, vale a dire, lavorare in collaborazione con patologi, biochimici e radiochimici con l’ausilio di strutture che utilizzano la radioattività o la chemioterapia o altri agenti terapeutici mirati al fine di proteggere gli altri tessuti sani. Questo finora non funziona con tutti i tumori ", ha detto la Weidner.

Jonas Knüsel ha aggiunto che il futuro progresso della diagnostica nucleare avrà ripercussioni sul lato fisico del trattamento. "Nella lotta contro i tumori è necessario l’utilizzo di nuovi prodotti, che devono essere prodotti da qualche parte, per esempio, nel nostro laboratorio", ha detto Knüsel. "Può essere che si ha bisogno di un nuovo ciclotrone per produrre una nuova sostanza." Questo ciclotrone del futuro avrà probabilmente le stesse caratteristiche di quello attuale. "Forse un po' più grande se si dovesse aver bisogno di più energia", dice Knusel.

Il servizio di radiologia (medicina nucleare) offre agli studenti la possibiltà di alcuni giorni di tirocinio. È possibile effettuare anche visite informative per classi intere. Per maggiori informationi visitare il sito : nuklearmedizin@insel.ch oppure doris.riedo@insel.ch (segreteria).

Il doppio dialogo “La fisica fa bene!” fa parte di una serie di sette edizioni relative a dibattiti tra fisici e rappresentanti di altre discipline sull’importanza della fisica nonchè delle scienze naturali nella società attuale. La serie di queste manifestazioni è stata portata avanti dal prof. Hanspeter Beck (Università di Berna e Cern) e dal Prof. Klaus Kirch (ETH, Zurigo). Queste sono finanziate dal Fondo Nazionale Svizzero nell’ambito del programma Agora per la comunicazione scientifica. Poichè queste si rivolgono anche al pubblico in rete, saranno ugualmente diffuse su Internet ( Hangout on air) con gli stessi partecipanti.

Benedikt Vogel ( pubblicato il 15.11.2013)

  • Jonas Knüsel, fisico: „ Non posso guarire le persone come fa un medico, ma c'è una motivazione in più nel sapere che quello che si produce aiuta l'umanità".
  • Pubblico concentrato durante l'incontro del 5 Novembre al liceo di Neufeld. Gli allievi aveveno già partecipato ad un dibattito avvenuto via Internet il 31 Ottobre.
  • Sabine Weidner, dottoressa: „Coloro che non riescono davvero a decidere tra fisica, la medicina e la chimica perché sono interessanti a tutte queste materie sono i benvenuti.“
  • Jonas Knüsel, fisico: „ Non posso guarire le persone come fa un medico, ma c'è una motivazione in più nel sapere che quello che si produce aiuta l'umanità".Immagine: Yoshiko Kusano1/3
  • Pubblico concentrato durante l'incontro del 5 Novembre al liceo di Neufeld. Gli allievi aveveno già partecipato ad un dibattito avvenuto via Internet il 31 Ottobre.Immagine: Yoshiko Kusano2/3
  • Sabine Weidner, dottoressa: „Coloro che non riescono davvero a decidere tra fisica, la medicina e la chimica perché sono interessanti a tutte queste materie sono i benvenuti.“Immagine: Yoshiko Kusano3/3
2. Hangout On Air von teilchenphysik.ch
file audio della presentazione di Jonas Knüsel
file audio della presentazione di sabine Widmer

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