Fisica Biomedicale: Radiobiologia Computazionale
L’attività del gruppo di Computational Radiobiology è incentrata sullo sviluppo e applicazione di modelli biofisici e codici Monte Carlo che simulano l’azione delle radiazioni ionizzanti in bersagli biologici, con particolare attenzione al danno cromosomico e alla morte cellulare e alle applicazioni nel campo della terapia oncologica con adroni, o adroterapia. Obiettivo primario di qualunque terapia oncologica è infatti massimizzare la probabilità di morte delle cellule tumorali e minimizzare i danni al tessuto sano, dei quali le aberrazioni cromosomche sono un indicatore importante. Uno dei principali strumenti di lavoro è il codice Monte Carlo “BIANCA” (BIophysical ANalysis of Cell death and chromosome Aberrations), che calcola la probabilità di morte cellulare e danno cromosomico in cellule irraggiate con diverse dosi di fotoni, protoni e ioni più pesanti, inclusi quelli utilizzati in adroterapia.
L’attività di ricerca del gruppo si svolge in collaborazione con diverse istituzioni nazionali e internazionali, tra cui CNAO, Università di Napoli, Istituto Nazionale Tumori di Milano, CERN (FLUKA collaboration), IRSN-Paris e Università di Campinas (Brasile), ed è supportata dall’INFN.
L’obiettivo principale dell’attività è duplice: da un lato, chiarire le questioni ancora aperte sui meccanismi che governano il processo di induzione del danno cromosomico e della morte cellulare da radiazioni; dall’altro, sviluppare applicazioni finalizzate all’ottimizzazione biologica dei piani di trattamento con particelle cariche, tipicamente protoni, ioni carbonio e altri ioni d’interesse per l’adroterapia, quali l’elio e l’ossigeno. Proprio in vista di queste applicazioni, è stata recentemente avviata un’attività finalizzata alla realizzazione di un’interfaccia tra il codice BIANCA e FLUKA, un codice Monte Carlo che viene utilizzato in diversi centri di adroterapia inclusi CNAO a Pavia e HIT ad Heidelberg.
Staff: Francesca Ballarini, Mario Carante, Elio Giroletti.