(Cancro al fegato-Immagine: test clinici preliminari della nuova sonda ottica hanno mostrato che potrebbe fornire risultati stabili e riproducibili che possono essere utilizzati per rilevare il cancro. Credito: Evgenii Zherebtsov, Orel State University).
I ricercatori hanno sviluppato un sistema di biopsia ottica in grado di distinguere tra tessuto epatico canceroso e sano. La nuova tecnologia potrebbe rendere più facile la diagnosi del cancro al fegato, che è il sesto cancro più comune a livello globale.
“Lo strumento è stato progettato per essere compatibile con gli aghi attualmente utilizzati per le biopsie epatiche”, ha affermato Evgenii Zherebtsov, membro del team di ricerca dell’Università statale di Orel in Russia. “Potrebbe quindi un giorno aiutare i chirurghi a navigare con maggiore precisione nella biopsia per ridurre il numero di errori nel prelievo di campioni di tessuto utilizzati per la diagnosi”.
Nella rivista dell’Optica Publishing Group Biomedical Optics Express, i ricercatori riferiscono che il sistema di biopsia ottica può distinguere in modo affidabile tra cellule cancerose e sane nei modelli murini. Il sistema ha anche mostrato risultati promettenti nei test preliminari condotti su persone con sospetto cancro al fegato.
“Metodi di biopsia ottica come quello che abbiamo sviluppato consentono di differenziare i tessuti sani e tumorali con un alto grado di accuratezza“, ha affermato Elena V. Potapova, che è stata co-autrice dell’articolo con Zherebtsov. “Sebbene il nostro sistema sia stato specificamente progettato per l’uso nella chirurgia addominale, i nostri risultati mostrano che tecnologie simili potrebbero essere utili per altre applicazioni mediche”.
Rispondere a un bisogno clinico
I ricercatori hanno progettato il nuovo dispositivo dopo che i chirurghi con cui stavano collaborando hanno notato quanto sia difficile eseguire biopsie con ago esattamente nella posizione giusta. I tumori allo stadio iniziale possono essere difficili da individuare quando si inserisce un minuscolo ago cavo nel fegato per acquisire un campione di tessuto. Se l’ago è posizionato in modo errato e manca il tumore, potrebbe portare a una diagnosi errata.
Il nuovo sistema di biopsia ottica combina spettroscopia a riflettanza diffusa e misurazioni di fluorescenza per valutare i marcatori correlati al metabolismo cellulare, che differisce tra cellule sane e cancerose. Questo potrebbe aiutare i chirurghi a vedere, in tempo reale, dove si trova il cancro in modo che possano identificare il posto migliore per acquisire un campione di tessuto.
La spettroscopia a riflettanza diffusa rivela le proprietà dei tessuti in base a come riflettono la luce. L’analisi della durata della fluorescenza espone i tessuti a una lunghezza d’onda della luce che induce la fluorescenza e quindi misura quanto tempo impiega tale fluorescenza a svanire. La tempistica del decadimento della fluorescenza dipende dalla presenza di molecole importanti nel metabolismo.
“Sebbene il nostro team e altri abbiano precedentemente utilizzato l’intensità della fluorescenza per la valutazione dei tessuti, studi condotti in altre parti del corpo hanno dimostrato che la durata della fluorescenza dipende meno dalle condizioni sperimentali”, ha affermato Potapova. “Le misurazioni della durata della fluorescenza rimangono più coerenti in presenza di sangue, quando c’è un’illuminazione non uniforme o se il contatto tra la sonda e il tessuto cambia a causa del movimento”.
Concentrandosi sull’utilizzo del nuovo strumento per guidare le future biopsie in clinica, i ricercatori hanno selezionato componenti compatti e moderni per il dispositivo. La sonda da 1 millimetro di diametro è compatibile con un ago per biopsia standard da 17,5 G e dispone di canali ottici separati per la spettroscopia a riflettanza diffusa e le misurazioni della durata della fluorescenza.
I ricercatori hanno sviluppato un sistema di biopsia ottica in grado di distinguere tra tessuto epatico canceroso e sano.
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Portare la sonda nella clinica
Per valutare la sensibilità del sistema assemblato, i ricercatori hanno prima misurato soluzioni note di molecole che svolgono ruoli chiave nel metabolismo. Una volta ottenuti risultati soddisfacenti, hanno quindi eseguito esperimenti in un modello murino con cancro al fegato e misurazioni preliminari in pazienti con sospetto cancro al fegato. I ricercatori hanno scoperto che il loro strumento e i parametri misurati potevano distinguere in modo affidabile il tessuto canceroso del fegato, il tessuto epatico sano e i tessuti epatici metabolicamente modificati che circondano un tumore.
“Era importante per noi compilare un quadro completo dei cambiamenti osservati per il cancro sia nel modello murino che nel contesto clinico”, ha affermato Zherebtsov. “I nostri studi su pazienti che avevano lo stesso tipo di tumore dei topi hanno dimostrato che la nostra tecnica può fornire risultati stabili e riproducibili che possono essere utilizzati per rilevare il cancro”.
I ricercatori intendono continuare a misurare i parametri di durata della fluorescenza in pazienti con diversi tipi di tumori in stadi diversi per generare classificatori diagnostici in tempo reale. Ciò consentirà anche di applicare metodi avanzati di apprendimento automatico che potrebbero aiutare i chirurghi a prendere decisioni cliniche durante una procedura di biopsia.
