Alla ricerca della biopsia liquida

Diversi studi tentano di accorciare i tempi della diagnosi

Una nuova tecnica di analisi dei prelievi di sangue può diagnosticare 5 diversi tipi di cancro con grande anticipo rispetto alle tecniche utilizzate finora. L'approccio, denominato PanSeer, riconosce tumori dello stomaco, dell'esofago, del colon retto, dei polmoni e del fegato con una precisione del 91%, ma soprattutto con quattro anni di anticipo rispetto alle tecniche tradizionali.
Il risultato è frutto del lavoro di ricercatori dell'Università della California ed è stato pubblicato su Nature Communications.
I campioni di plasma di 123.115 soggetti sani fra i 25 e i 90 anni sono stati analizzati per valutare l'insorgenza del cancro nel periodo fra il 2007 e il 2014. PanSeer - esame del sangue non invasivo basato sulla metilazione del Dna tumorale circolante - ha individuato in 191 di 605 soggetti asintomatici le prime tracce di un processo che ha portato poi allo sviluppo del cancro nei 4 anni successivi.
I risultati preliminari mostrano che PanSeer rileva cinque tipi comuni di cancro nell'88% dei pazienti post-diagnosi con una specificità del 96%. E dimostrano anche che PanSeer rileva il cancro nel 95% di individui asintomatici a cui poi è stata fatta una diagnosi di cancro.
La ricerca si situa nella scia di tutte quelle sperimentazioni volte a realizzare il concetto di biopsia liquida, ovvero di un'analisi non invasiva, basata sul prelievo di sangue, e in grado di diagnosticare con largo anticipo il cancro. Nella maggior parte dei casi, infatti, i tumori si manifestano solo quando è già cominciata la fase di vascolarizzazione, rendendo molto complicato il cammino verso la guarigione. La biopsia liquida si basa sull'isolamento e l'analisi del Dna libero circolante, che può contenere anche il Dna tumorale circolante e le cellule tumorali circolanti (Ctc).
Uno degli ultimi esempi di ricerca in tal senso è quello pubblicato sulle pagine di Annals of Oncology da Michael Seiden, amministratore delegato dell'azienda americana US Oncology. I ricercatori dell'azienda avrebbero messo a punto un test del sangue in grado di diagnosticare ben 50 tipi diversi di cancro prima che compaiano i sintomi, fra cui 12 dei più aggressivi e difficili da diagnosticare e curare come il cancro del pancreas.
Il test utilizza l'analisi del Dna tumorale circolante nel sangue effettuata grazie all'intelligenza artificiale. Dopo essere stato sviluppato su campioni di sangue di 1500 persone con tumori non trattati e 1500 pazienti sani, il team ha testato le capacità del software su altri 650 campioni di sangue di soggetti oncologici e 610 di soggetti sani di controllo. La specificità del sistema è stata sorprendente, il 99,3%. Soltanto nello 0,7 per cento dei casi, il software ha diagnosticato un cancro che in realtà non c'era.
"Questo è uno studio decisivo - ha dichiarato il direttore della rivista Fabrice André dell'Institut Gustave Roussy in Francia - e rappresenta un primo passo verso lo sviluppo di facili test di screening. La diagnosi precoce di oltre il 50% dei tumori potrebbe salvare milioni di vite ogni anno nel mondo".
Una sperimentazione dell'Università della California di San Diego è arrivata a conclusioni simili, ottenendo un esame del sangue in grado non solo di stabilire in maniera precoce la presenza di un tumore, ma anche di individuarne la posizione.
Finora, le biopsie liquide in fase di sperimentazione avevano prospettato soltanto la possibilità di rilevare nel sangue dei pazienti malati le tracce del Dna rilasciato dalle cellule tumorali, senza indicare la posizione della neoplasia.
I ricercatori californiani sono andati oltre. Quando un tumore inizia a svilupparsi, le cellule malate cominciano a competere con quelle sane per accaparrarsi nutrienti e spazio vitale, e per questo motivo le eliminano, diffondendo il cancro nell'organismo e rilasciando tracce di Dna. Gli scienziati le hanno utilizzate per individuare il tessuto interessato dal cancro.
«Abbiamo fatto questa scoperta per caso», ha detto Zhang Kun, autore principale dello studio pubblicato sulla rivista Nature Genetics. «Stavamo portando avanti l'approccio convenzionale ed eravamo solo in cerca di segnali provenienti da cellule tumorali. Ma in questo modo abbiamo individuato anche segnali provenienti da altre cellule. Ci siamo così resi conto che se integriamo entrambe le serie di segnali possiamo determinare la presenza di un tumore e il posto in cui sta crescendo».
Il team americano ha verificato la bontà dell'ipotesi servendosi di una banca dati dei modelli di metilazione (la modifica epigenetica del Dna) di 10 tessuti: fegato, intestino, colon, polmone, cervello, rene, pancreas, milza, stomaco e sangue.
Poi hanno analizzato i campioni tumorali ed ematici di pazienti oncologici allo scopo di realizzare uno schema di marker genetici per ogni tumore.
Se ne verrà confermata l'efficacia, il nuovo test renderà di fatto inutile la biopsia tradizionale, ma «prima di traslare la ricerca in ambito clinico dobbiamo lavorare con gli oncologi per perfezionare ulteriormente il metodo», spiega il prof. Kun.
In ogni caso, il futuro delle diagnosi per quanto riguarda il cancro non appartiene alle biopsie. Illumina Inc., un'azienda specializzata nel sequenziamento del genoma, sta studiando un nuovo esame del sangue in grado di diagnosticare un tumore in maniera precoce. Per farlo si servirebbe di frammenti di geni provenienti dalle cellule tumorali presenti nel sangue.
Il lavoro di realizzazione del test è iniziato 18 mesi fa. Jay Flatley, direttore esecutivo di Illumina, ha detto che ci vorrà almeno un altro anno di sviluppo prima di cominciare la sperimentazione. Questa fase, che sarà portata avanti dal consorzio di ricerca Grail, richiederà altri 2 anni, quindi per l'entrata in commercio del test bisognerà aspettare il 2019.
Nella speranza che i costi del sequenziamento genico si riducano nel corso degli anni, Illumina pensa di poter commercializzare il test a un prezzo che si aggira attorno ai 500 dollari.
Ovviamente, sono tanti i ricercatori che tentano di arrivare a un risultato simile. Anche un team dell'Università Vrije di Amsterdam ha messo a punto una tecnica che procede alla diagnosi precoce della malattia attraverso l'analisi del sangue.
La sperimentazione, pubblicata su Cancer Cell, ha riguardato 6 diversi tipi di cancro. Tom Würdinger, coordinatore dello studio, spiega: «Il test finora è riuscito a identificare la malattia nel 96% di casi. Siamo ancora in una fase sperimentale, ma potremo metterlo a punto e renderlo disponibile in 5 anni. È importante identificare la malattia in fase iniziale. Questa tecnica potrà salvare molte vite».
Anche in Italia c'è una sperimentazione in atto che si pone lo stesso obiettivo. È quella dell'Istituto nazionale tumori di Milano, il cui direttore Ugo Pastorino spiega: «Abbiamo concluso il reclutamento e completeremo il test su 4000 volontari entro dicembre. Lo studio naturalmente richiederà un periodo di osservazione ancora di 1-2 anni per produrre dei risultati validi sull'efficacia, però noi stiamo nel frattempo lavorando all'ottimizzazione del test, per renderlo applicabile a livello di grandi numeri, e confidiamo che ciò avverrà nell'arco dei prossimi due anni. La cosa importante è che la stessa strategia la stiamo applicando ad altri tumori oltre al polmone, e cioè a grandi tumori come quello al colon, alla mammella, alla prostata e il melanoma, e ciò dovrebbe permetterci di mettere a punto un test che non sia semplicemente finalizzato alla scoperta di un solo tipo di tumore ma di tanti. Il nostro sogno è quello di poter offrire un unico test del sangue che dia un profilo di rischio per tutti i grandi tumori».
Anche un altro gruppo di ricercatori della Carnegie Mellon University sta lavorando a un test del sangue in grado di diagnosticare la malattia nel giro di 30 minuti e in maniera del tutto non invasiva.
La nuova tecnica si basa sulle onde sonore per scoprire le cellule tumorali circolanti (Ctc), una chiara evidenza della presenza della malattia. La procedura, descritta sulle pagine di Pnas, mostra una velocità di esecuzione 20 volte maggiore rispetto alle tecniche oggi disponibili per la ricerca delle Ctc. Al momento servono infatti 5 ore per analizzare un campione di sangue da 5 millilitri.
Gli scienziati cercano quindi un'alternativa sicura alla biopsia, tecnica invasiva che comporta suture, medicazioni e a volte anche un'anestesia totale. Questa sorta di “biopsia liquida”, invece, offrirà una serie di informazioni determinanti sulla natura della malattia, sulla risposta al trattamento somministrato e sulla genetica del tumore.
«Utilizzando tecniche di computer modelling siamo stati in grado di migliorare significativamente la velocità del chip», sottolinea Subra Suresh, presidente della Carnegie Mellon University. «Con ulteriori perfezionamenti, questo dispositivo può aumentare la nostra capacità di diagnosticare e trattare il cancro».
I ricercatori stanno studiando la possibilità di utilizzare il chip per la diagnosi anche su un campione di sangue integrale, cioè senza dover prima separare la componente di globuli rossi come invece avviene adesso con il prototito messo a punto.
Un altro aspetto positivo è legato al fatto che le cellule tumorali circolanti non vengono modificate in alcun modo, mentre le tecniche utilizzate finora per la ricerca delle Ctc possono danneggiare le cellule.
Il chip realizzato dai ricercatori si limita a spingere le Ctc attraverso le onde sonore per separarle dai globuli bianchi e riuscire così a individuarle.
Anche alcuni ricercatori del Massachusetts General Hospital di Boston stanno lavorando a un test del sangue per la ricerca dei tumori. Lo fanno in partnership con una società che fa capo alla divisione di ricerca farmaceutica della Johnson & Johnson, la Veridex, la quale ha annunciato in questi giorni l'avvio della collaborazione con il centro ricerche di Boston.
Anche con l'esame del sangue sarà possibile individuare le cellule tumorali circolanti (Ctc), quelle che si staccano dal tumore principale ed entrano nel circolo sanguigno dell'organismo provocando poi la formazioni di metastasi.
La stessa società farmaceutica aveva già sviluppato un test simile che però aveva un limite, individuava le cellule cancerogene e le contava ma non era in grado di prelevarle per analizzarle.
La novità di questo esame sarà proprio quella di essere in grado di catturare le cellule per studiarle in vitro. La tecnica in questione utilizzerà un microchip provvisto di 78mila alloggiamenti coperti con anticorpi e marcatori che attirano e legano le cellule tumorali, al passaggio del sangue, evidenziandole e sbalzando via le cellule sane.
Grazie poi alla praticità e alla ripetibilità del test, si potrà verificare dopo un certo periodo di terapia l'effetto dei farmaci sul tumore, andando a ricontare e rianalizzare le Ctc.
Si tratterà di un'analisi del sangue personalizzata che sarà in grado di stabilire ad esempio se un tumore si è esteso o si è ridotto, facilitando in tal modo la terapia da adottare e risparmiando a molti pazienti trattamenti in alcuni casi inefficaci come la chemioterapia o la radioterapia.
Un test che individui il cancro ben prima di scansioni o biopsie.
Un'applicazione potenzialmente fondamentale, dal momento che, com'è noto, il fattore tempo gioca un ruolo decisivo nella diagnosi e quindi nella cura del cancro.
I ricercatori del Massachusetts General Hospital di Boston, guidati da Daniel Haberm, hanno pubblicato già numerosi studi sulle cellule tumorali circolanti e nel 2009 hanno ricevuto per le loro indagini una sovvenzione di 15 milioni di dollari dalla Telethon americana per la messa a punto del test del sangue.

22/07/2020 Andrea Sperelli


Notizie correlate