Una nuova metodica 3D, la biopsia liquida

Tecnica efficace nell'individuare le cellule malate

Una delle maggiori sfide della medicina moderna è la diagnosi precoce di malattie tumorali, poiché un intervento tempestivo aumenta sensibilmente le probabilità di guarigione.
Una ricerca condotta da un team di giovani ricercatori, svolta a Pozzuoli presso l’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti del Consiglio nazionale delle ricerche (Isasi-Cnr) in collaborazione con il Consorzio Ceinge-biotecnologie avanzate, di cui fa parte l’Università di Napoli Federico II, svela una nuova e originale tecnica applicabile all’identificazione di cellule estranee circolanti all’interno del flusso sanguigno, le cosiddette Ctc (Circulating Tumor Cells). La ricerca è stata pubblicata su Light: Science and Applications, rivista del gruppo Nature.
Il sangue è composto da milioni di cellule quali globuli rossi, bianchi, piastrine, linfociti. La diagnostica di malattie del sangue viene eseguita tramite l’emocromo, che fornisce parametri statistici sulle cellule esaminate come il volume cellulare, l’emoglobina, ecc. Per ottenere informazioni morfologiche è però necessario studiare al microscopio lo striscio di sangue, che restringe l’analisi a una piccola parte delle cellule e inoltre è ‘soggettivo’, dipendendo dall’interpretazione del medico che studia l’immagine. I risultati ottenuti e descritti nella pubblicazione dimostrano la possibilità di effettuare una cito-tomografia in flusso su campioni liquidi su tecnologia microfluidica o moce (Lab-on-a-Chip).
«Questa nuova tecnica di tipo interferometrico, basata sull’olografia digitale, consente di analizzare anche milioni di cellule mentre scorrono in un canale microfluidico fornendo parametri quali l’emoglobina, al pari del classico emocromo. Inoltre è in grado di analizzare ogni singola cellula praticamente in tempo reale, ricostruendone l’immagine tridimensionale con una accuratezza senza precedenti», spiegano gli autori Francesco Merola, Lisa Miccio, Pasquale Memmolo e Martina Mugnano di Isasi-Cnr. «In questo modo è possibile identificare cellule rare, sintomo precoce di eventuali patologie, che passerebbero inosservate a un’analisi tradizionale. La chiave della tecnica sta nello sfruttare la rotazione di 360° delle cellule mentre scorrono nel canale, questo ci consente di ricostruire la struttura tridimensionale di ogni cellula fino a dimensioni di millesimi di millimetro».
Lo studio ha consentito di ottenere una tomografia di globuli rossi da pazienti con diverse forme di anemie, identificandole con precisione assoluta. «Grazie alla particolare accuratezza di questa tecnica di imaging ottico, anche la più piccola variazione morfologica rispetto al globulo rosso sano può essere rivelata, riconoscendo velocemente e oggettivamente l’eventuale malattia connessa: una sorta di biopsia liquida», conclude Achille Iolascon del Ceinge, ordinario di genetica medica dell’Università Federico II. «Tramite questa tecnica sarà possibile studiare qualsiasi tipo di cellula, non solo quelle del sangue», conclude Pietro Ferraro, direttore di Isasi-Cnr. «Infatti - grazie al contributo dei colleghi dell’Istituto di chimica biomolecolare (Icb-Cnr) - la validità è stata confermata anche con le diatomee, alghe cui si deve la produzione di oltre il 20% dell’ossigeno dell’intero pianeta, la cui presenza negli oceani è un importantissimo segnale di salute degli ecosistemi. I cloroplasti, gli elementi delle diatomee responsabili della fotosintesi, sono estremamente sensibili ai contaminanti presenti nell’acqua marina e la tecnica permette di ottenerne la forma completa tridimensionale, fornendo informazioni su un’eventuale contaminazione».
Il team interdisciplinare di ricercatori - costituito da fisici, ingegneri, biologi e chimici – ha ottenuto un risultato che potrà avere un forte impatto sulla diagnostica oncologica. Questa prima tomografia completa in flusso continuo apre la strada alla possibilità di trovare ‘l’ago nel pagliaio’, ovvero le cellule tumorali circolanti, primissimo segnale premonitore di metastasi finora inafferrabile.
Allo stesso obiettivo lavorano anche i ricercatori di Bioscience (azienda spin off dell'Università di Tor Vergata) che stanno mettendo a punto una piattaforma che consenta di effettuare una biopsia liquida anche su soggetti sani allo scopo di valutare la possibilità di insorgenza di 100 diversi tipi di neoplasie.
La piattaforma Sced (Solid Cancer Early Detection - Individuazione precoce del tumore solido) si esegue prelevando un campione di esame, in base al quale vengono mappati oltre 50 geni e 2800 mutazioni la cui associazione con il cancro è già nota e certificata.
Luca Quagliata, ricercatore presso l'Istituto di Medicina dell'Università di Basilea, spiega: «Nella maggior parte dei casi, i tumori sono asintomatici nelle prime fasi, nonostante ciò rilasciano costantemente nel sangue tracce di DNA tumorale o, in altri casi, gruppi di cellule tumorali si staccano dalla massa primaria e restano in circolazione: questo test offre la possibilità di analizzare entrambe le situazioni».
«Nonostante oggi sia considerato un test per il follow up dei malati - commenta Giuseppe Novelli, genetista dell'Università di Tor Vergata - in pochi anni potrà diventare il gold standard nella diagnostica in oncologia».
Altri ricercatori stanno perseguendo lo stesso obiettivo. Anche uno studio condotto su oltre 10mila pazienti colpiti da 50 tipi diversi di cancro è arrivato alla conclusione che la biopsia liquida è il futuro della diagnosi in ambito oncologico.
Il test del sangue è in grado di identificare frammenti anomali di Dna circolanti nel flusso, rivelando quindi la presenza di un tumore. Philip Mack dell'Università della California spiega: «Risultati che suggeriscono come il test sul Dna tumorale nascosto nel sangue possa essere decisivo e rappresentare un'alternativa non invasiva per determinare il genotipo del tumore. Questo test offre un'opportunità senza precedenti per monitorare i cambiamenti del tumore nel tempo e definire le terapie più mirate per tenere sotto controllo la malattia».
Tuttavia, anche la saliva potrebbe rivelarsi assai utile. A rivelarlo è uno studio di David Wong dell'Università della California di Los Angeles presentato nel corso del convegno dell'Associazione americana per l'avanzamento delle scienze.
Il test promette di essere una vera e propria rivoluzione in ambito diagnostico, dal momento che il suo costo è molto contenuto - circa 20 euro - e l'efficacia davvero interessante, stando ai risultati. I dati indicano infatti che l'esame è affidabile al 100 per cento e che il kit consente di avere un responso in 10 minuti.
«Se la “firma del tumore” è in circolazione - spiega Wong -, questo test la rileva. Serve solo una goccia di saliva e possiamo avere i risultati in circa 10 minuti». La sperimentazione si è concentrata per il momento sul tumore del polmone, ma sta per partirne un'altra in Cina.
In ogni caso, il dott. Wong sostiene che il test dovrà essere affiancato ad altri strumenti diagnostici, almeno nei suoi primi anni di utilizzo. In caso di sospetto diagnostico emerso da una radiografia, ad esempio, il test servirà come strumento di conferma o meno.
Un altro team di ricerca americano sta studiando un test della saliva per l'individuazione in fase precoce del cancro orale. La ricerca, firmata da un gruppo di scienziati dell'Università del Michigan, potrebbe essere alla base di una vera e propria svolta nel campo della prevenzione a questo temibile tipo di cancro, il sesto per diffusione nel mondo.
I medici hanno già avviato il reclutamento per una sperimentazione umana del test, che verrà utilizzato su un campione di circa 120 persone con lesioni o escrescenze nella bocca o nell'area delle tonsille. I ricercatori si baseranno sulla ricerca di alcuni biomarcatori del cancro orale che erano stati individuati in laboratorio da alcuni colleghi dell'Università della California di Los Angeles.
Il test potrebbe rappresentare uno step intermedio prima del ricorso alla biopsia, dal momento che in molti casi l'analisi di laboratorio tramite questo procedimento si rivela inutile data l'innocuità della lesione in oggetto. Il nuovo esame, invece, potrebbe individuare i pazienti che necessitano di un trattamento terapeutico in maniera mininvasiva. Sulle pagine di Science Daily, il caporicercatore Barry Wenig, docente di Chirurgia presso il College of Human Medicine's Department dell'Università del Michigan, spiega: «La maggior parte delle lesioni bianche sono benigne, quindi le biopsie non sempre sono necessarie. Al contrario, un semplice test ci permetterebbe di identificare quei pazienti con lesioni maligne e intervenire quindi su di esse con un trattamento più rapido ed efficace».

19/01/2017 14:30:00 Andrea Sperelli

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