Radiazioni ionizzanti? Incominciamo dalla protezione.
  • Responsabile: dott. Claudio Granata

Nel 2020, a livello europeo, si è costituito un consorzio di 29 partner da 17 paesi, con l'obiettivo di individuare carenze e fornire linee guida e buone pratiche nell'ambito della protezione da radiazioni ionizzanti, sia nella ricerca di base che nelle discipline cliniche. Il consorzio ha successivamente stilato un progetto di ricerca intitolato EURopeAn MEDical application and Radiation prOteCtion Concept: strategic research agenda aNd ROadmap interLinking to heaLth and digitisation aspects, il cui acronimo è EURAMED rocc-n-roll. Iniziato nel settembre 2020, il progetto si concluderà nell'agosto del 2023.

Che cosa sono le radiazioni ionizzanti? Possiamo descriverle come un flusso di energia che può presentarsi in due forme diverse: come onde elettromagnetiche, oppure come minuscole particelle subatomiche.

Sono chiamate ionizzanti perché possono ionizzare atomi e molecole, cioè rimuovere gli elettroni esterni che orbitano attorno a un atomo e trasformarlo in un particella elettricamente carica, o ione.

Esistono due tipi di onde elettromagnetiche: i raggi X (emessi dagli elettroni fuori dal nucleo atomico) e i raggi gamma (emessi dal nucleo di un atomo instabile, in stato di eccitazione). Le particelle subatomiche sono invece le particelle alfa, beta e i neutroni.

In ambito medico, le radiazioni ionizzanti sono impiegate per ottenere immagini di organi, tessuti e dei vasi sanguigni interni all'organismo, onde ricavarne informazioni anatomiche e sullo stato di salute di un paziente.

Ecco alcuni esempi del loro utilizzo. I raggi X viaggiano attraverso il corpo e sono assorbiti in modo diverso dai diversi tessuti: l'immagine che producono è fatta di zone più o meno intense (chiaro/scuri) a seconda della quantità di radiazione assorbita da quel dato organo; la Tomografia Assiale Computerizzata (o TAC) crea immagini corrispondenti a sezioni trasversali del corpo (come se analizzasse il corpo per fettine sottili); la radioterapia è usata nei trattamenti anticancro, mentre in medicina nucleare sostanze radioattive vengono iniettate nell'organismo per scopi terapeutici, diagnostici o per ricerca.

Deboli livelli di radiazioni ionizzanti sono presenti anche nell'ambiente. L'uomo può entrare in contatto attraverso aria, cibi, acqua, raggi di provenienza cosmica e da rocce e suolo, che possono far fuoriuscire un gas chiamato radon. Le quantità eventualmente assorbite da queste fonti, tuttavia, non sono ritenute preoccupanti dalle autorità sanitarie mondiali.

In ambito medico, tuttavia, esiste un maggiore rischio potenziale derivante dall'inadeguata manipolazione/gestione delle radiazioni ionizzanti, che pertanto vanno gestite con cautela.
Scalzando gli elettroni della loro orbita, infatti, queste radiazioni possono distruggere i legami molecolari e danneggiare le cellule e il loro materiale genetico (DNA).

Nella consapevolezza che un così ampio uso di radiazioni ionizzanti in diversi ambiti debba essere guidato dalle giuste conoscenze, il progetto EURAMED si è articolato attorno a tre obiettivi principali:
1) creare un'agenda di ricerca strategica (Strategic Research Agenda) nel campo della protezione da radiazioni ionizzanti, che permetta di individuare le carenze conoscitive (gap) in questo settore e nei settori affini, sviluppando ricerche mirate su tali carenze, con il supporto finanziario della Commissione Europea;
2) costruire una tabella di marcia che metta in evidenza quali sono le priorità ricerca nell'ambito dei gap di conoscenza individuati;
3) individuare progetti simili che considerino aspetti analoghi relativi alle radiazioni ionizzanti, sì da creare sinergie con altri enti, istituti e progetti a livello europeo.

Una volta realizzati, questi tre obiettivi schiuderanno nuove prospettive in direzione di una migliore e più corretta gestione delle radiazioni ionizzanti, sia nella ricerca che nelle applicazioni mediche a livello europeo, generando benefici per la popolazione dell'Unione Europea.

Il progetto è fortemente interdisciplinare dal momento che unisce esperti in discipline quali la biologia delle radiazioni, la terapia, la dosimetria in ambito medico, l'etica, la medicina nucleare, l'oncologia, le malattie cardiovascolari, la neurologia, l'intelligenza artificiale e la pediatria. Una volta riuniti in un network europeo, gli esperti metteranno a disposizione della scienza e della società le competenze disponibili, integrando diversi aspetti e punti di vista, e condividendo le conoscenze con l'industria, i fornitori e le organizzazioni professionali.

Tutti i risultati del progetto saranno resi disponibili ai soggetti interessati, affinché venga favorito un approccio sicuro e più efficace nell'ambito della protezione verso le radiazioni ionizzanti. Inoltre verranno sviluppati protocolli di istruzione e di formazione professionale per operatori sanitari e scienziati.

Il principale risultato che ci si attende dal progetto sarà il trasferimento dei dati ottenuti dalla ricerca alla clinica, e la formazione di un network europeo di portatori di interesse che includa ricercatori accademici, operatori sanitari, industria, fondazioni e legislatori.

Il Burlo Garofolo e il suo ruolo nel progetto

Il progetto triennale EURAMED vede, fra i 29 partner, la partecipazione di due centri di ricerca di eccellenza italiani.

I centri sono: l'Ospedale Materno Infantile Burlo Garofolo (IRCCS) di Trieste, per il quale il referente è il dottor Claudio Granata attuale dirigente della Radiologia Pediatrica del Burlo Garofolo, le cui ricerche si focalizzano da anni sulla protezione da radiazioni. Il ruolo del Burlo Garofolo in questo progetto è identificare le carenze conoscitive e le nuove potenziali applicazioni delle radiazioni ionizzanti, ma anche le necessità in fatto di protezione dalle stesse, in diversi scenari clinici, con particolare attenzione alla popolazione pediatrica, alle donne in gravidanza, alle malattie croniche e ai programmi di screening.

Il secondo partner italiano nel progetto è la Fondazione Toscana Gabriele Monasterio per la Ricerca Medica e di Sanità Pubblica che ha due sedi, a Pisa e Montepepe, in provincia di Massa, e che è incaricata di affrontare aspetti più attinenti alle problematiche cardiovascolari della ricerca.

In 2020, a Consortium of 29 partners from 17 countries was established at the European level, and a project was launched with the aim to spot knowledge gaps and provide guidelines and good practices in the field of ionising radiation protection, both in basic research and the clinical disciplines.

The project's title is EURopeAn MEDical application and Radiation prOteCtion Concept: strategic research agenda aNd ROadmap interLinking to heaLth and digitisation aspects, and its acronym is EURAMED rocc-n-roll. It started in September 2020 and will end in August 2023.

But what is ionising radiation? We can describe it as a flow of energy that may occur in two different forms: electromagnetic waves and subatomic particles. They are called ionising because they can ionise atoms or molecules, that is: remove the electrons that orbit around an atom, turning it into an electrically charged particle, or ion.

Electromagnetic waves are X-rays (emitted from electrons outside the nucleus) and gamma-rays (emitted from the nucleus of an unstable, excited atom), whereas particles are alpha and beta particles, and neutrons.

In medical settings, ionising radiation are used to take a look at inner organs (tissues, bones, blood vessels) and get anatomical and health information.

Here are some examples. X-rays travel through the body and are absorbed differently by the different tissues, giving an image that is more or less intense according to the different amounts of radiation absorbed by a given tissue; computerized axial tomography scans (in short CT/CAT scans) create cross-sectional images of the body; in anticancer treatments (radiotherapy) and in nuclear medicine, radioactive substances are administered to a patient for therapeutic, diagnostics or biomedical research purposes.

Low levels of ionising radiation are also present in the environment: humans may absorb them from air, food, water, cosmic rays and from a naturally-occurring gas called radon, released by rocks and soils. These naturally-absorbed amounts, however, are not a cause of concern for the international health authorities.

In medical settings, however, there is a higher potential risk posed by non appropriate manipulation/management of ionising radiation, which should be used with care. By displacing the electrons, this radiation may disrupt the molecular bonds and damage the cells and their genetic material (DNA).

Spurred by the awareness about the wide use of ionising radiations in various field, the project EURAMED rocc-n-roll was launched with three major goals:
i) Creating a Strategic Research Agenda (SRA) in the field of medical radiation protection, to spot knowledge gaps in the field of ionising radiation and the related applications, and carry out targeted investigations on such gaps with the European Commission's financial support;
ii) Building a roadmap that sheds light on the investigations that need priority among the spotted knowledge gaps;
iii) Tracking projects with similar targets, to build synergies across Europe.

Once achieved, these goals will pave the way towards the correct management of ionising radiation, both in research and medical applications Europewide, generating benefits for the European population.

The project is highly interdisciplinary, as it merges experts from different disciplines including radiation biology and therapy, dosimetry for medical applications, ethics, nuclear medicine, oncology, cardiovascular diseases, neurology, Artificial Intelligence and paediatrics, who will make their expertise available, integrate different views, sharing their knowledge with industries, suppliers and professional organizations.

All the results will be made available to stakeholders, to ease a safer and more effective approach to ionising radiation protection. In addition, education and training protocols for health professionals and scientists will be developed.

The major expected outcome will be the transfer of the research results into the clinic, and the onset of a European network of stakeholders that includes academic researchers, health professionals, industry, funding organisations, and regulators.

 

Burlo Garofolo: its role in the project
The 36-month project EURopeAn MEDical application and Radiation prOteCtion Concept: strategic research agenda aNd ROadmap interLinking to heaLth and digitisation aspects includes two Italian centres of excellence among the partners.

They are the Trieste-based IRCCS Maternal and Paediatric Hospital Burlo Garofolo, with principal investigator and coordinator Dr. Claudio Granata, MD, the current Head of the Paediatric Radiology, whose research is focused on radiation protection. The role of Burlo Garofolo in this project is to identify the gaps of knowledge and potential new applications of ionising radiations and the related protection needs in various clinical scenarios, focussing, in particular, on the paediatric population, pregnant women, chronic diseases and screening programmes.

The second partner is the Fondazione Toscana Gabriele Monasterio per la Ricerca Medica e di Sanità Pubblica, with two headquarters in Pisa and Montepepe, in the province of Massa, which is in charge of dealing with the cardiovascular aspects of the research.

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