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Biodegradable fluorescent nanoprobes for early detection of (pre)malignant lesions of the gastrointestinal tract

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Nanosonde in aiuto del rilevamento tempestivo del carcinoma gastrointestinale

I tumori del tratto gastrointestinale, come gli adenomi colorettali, presentano un basso tasso di sopravvivenza se individuati a uno stadio avanzato. Un team di ricercatori europei ha lavorato per migliorare la sensibilità dello screening della colonscopia e l’esito clinico dei pazienti sviluppando nuove sonde a colori.

Salute

Il monitoraggio endoscopico a luce bianca è il metodo utilizzato con maggior frequenza per rilevare e rimuovere le lesioni displastiche presenti nel tratto gastrointestinale. Ciononostante, le lesioni più rilevanti sotto il profilo clinico possono risultare impercettibili e il rischio di non individuarle è molto elevato. Esiste pertanto un’esigenza non soddisfatta di nuovi approcci in grado di rilevare le lesioni premaligne dal tratto gastrointestinale con un’elevata sensibilità, aiutando a formulare una diagnosi precisa della progressione tumorale.

Coloranti basati su nanoparticelle per un’endoscopia a colori altamente precisa

Il progetto THERAPROBES ha sviluppato un nuovo approccio di cromoendoscopia allo scopo di migliorare il rilevamento delle lesioni. «Il nostro obiettivo era sviluppare coloranti in grado di migliorare le caratteristiche strutturali macroscopiche e fornire un contrasto ai tessuti sani che circondano le lesioni», spiega Alan Chan, coordinatore del progetto. La ricerca è stata condotta con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie e ha previsto lo sviluppo di nanoparticelle fluorescenti in silice biodegradabili, note anche come «theraprobes» (letteralmente therasonde). Queste sonde integrano un colorante fluorescente nel vicino infrarosso in una matrice nanoparticellare in silice di dimensioni pari a 100 nm. Le therasonde hanno consentito il rilevamento endoscopico delle lesioni displastiche in un modello murino che ricrea fedelmente la cancerogenesi esofagea. Inoltre, in seguito alla somministrazione sistemica in un modello murino di tumore del colon-retto, le therasonde hanno facilitato l’immaginografia del carico intestinale di polipi e adenocarcinomi con sensibilità, specificità e precisione elevate. In tal modo, nel tratto intestinale degli animali è stato possibile rilevare adenomi molto piccoli, di dimensioni fino a 0,5 mm2.

Progressi nell’implementazione clinica della cromoendoscopia

«Il traguardo più significativo raggiunto dal progetto è stato lo sviluppo di una strategia sostenibile a livello preclinico per migliorare la precisione diagnostica dell’endoscopia e agevolare il rilevamento precoce delle lesioni premaligne che interessano il tratto gastrointestinale», sottolinea Chan. Date le loro dimensioni, queste sonde fluorescenti in silice interamente biodegradabili sono dotate del potenziale di fuoriuscire o sfuggire dal vaso sanguigno e di accumularsi nel tumore senza necessitare di un bersagliamento attivo. Di conseguenza, possono fungere da agenti di immaginografia applicabili praticamente ovunque, mentre l’approccio proposto è completamente compatibile con le pratiche cliniche e la strumentazione esistenti. Tra gli ulteriori vantaggi delle therasonde figurano il basso costo, la semplicità di impiego e il tempo di gestione limitato. I coloranti convenzionali richiedono una procedura laboriosa e un esame prolungato, il che impedisce l’uso diffuso della cromoendoscopia. Le therasonde mitigano l’elevato tasso di mancata individuazione e la bassa precisione diagnostica della tecnica convenzionale di endoscopia a luce bianca e invalidano gli svantaggi percepiti della cromoendoscopia.

Vantaggi di THERAPROBES e prospettive future

L’implementazione delle therasonde migliorerà senza dubbio i tassi di rilevamento delle lesioni premaligne, con importanti implicazioni per il monitoraggio, la gestione e la prevenzione dei tumori del colon-retto. Essa consentirà anche di rendere più precisa la resezione delle lesioni sottoposte a colorazione e di evitare così le biopsie casuali, che rappresentano al momento la pratica standard. Inoltre, il rilevamento endoscopico tempestivo delle lesioni premaligne contribuirà a evitare interventi chirurgici aggressivi, come ad esempio la colectomia per la gestione della displasia in pazienti ad alto rischio. È significativo notare che l’endoscopia potenziata dall’impiego delle therasonde assisterà nel compito di somministrare il trattamento alle lesioni precoci che si rivelano adatte agli interventi terapeutici. Chan è fiducioso del fatto che ulteriori finanziamenti, che ritiene necessari per la convalida clinica di queste nanosonde, contribuiranno a un’ulteriore funzionalizzazione con l’obiettivo di rendere la terapia fotodinamica basata su immagini un trattamento di prima linea, oppure una soluzione da adottare in seguito alla resezione del tumore per ridurre il rischio di recidiva.

Parole chiave

THERAPROBES, endoscopia, tratto gastrointestinale, cromoendoscopia, nanosonde, nanoparticelle fluorescenti in silice, adenomi colorettali

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