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Early Detection of cancer onset based on sensing field cancerization at the organ level

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Un microscopio per l’individuazione precoce del cancro

Grazie a una nuova tecnologia di immaginografia è ora possibile rilevare lievi variazioni microstrutturali e molecolari nei tessuti, consentendo di prevedere precocemente il rischio di sviluppo del cancro.

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Molto prima che il tumore si manifesti, le cellule epiteliali dei tessuti e lo stroma circostante subiscono cambiamenti e alterazioni molecolari nella microarchitettura tissutale. Queste lesioni o displasie precancerose indicano che il tessuto può essere soggetto allo sviluppo del cancro, ma non sono facilmente individuabili con i metodi di immaginografia attualmente a disposizione. Ciononostante, il rilevamento di queste alterazioni ha il potenziale di migliorare le prospettive di trattamento antitumorale e la sopravvivenza dei pazienti.

Combinare diverse modalità in un solo microscopio

Per affrontare questa limitazione diagnostica, il progetto SENSITIVE, finanziato dall’UE, ha sviluppato una modalità di immaginografia ibrida che combina lo scattering di informazioni strutturali e la spettroscopia Raman allo scopo di determinare a livello quantitativo e qualitativo la composizione molecolare di un campione. Questi metodi sono stati combinati in un solo microscopio in modo da facilitare la visualizzazione ex vivo e la distinzione del tessuto sano da quello tumorale in campioni asportati di tessuto spesso. Tra i vantaggi offerti dalle modalità di immaginografia generate vi sono l’assenza di marcature, nonché il fatto che richiedono un trattamento minimo dei tessuti e non hanno quasi alcun bisogno di agenti di contrasto esogeni, a differenza delle tecniche di valutazione istologica convenzionalmente utilizzate dai patologi. Inoltre, esse sono in grado di rilevare variazioni strutturali e molecolari nei tessuti non sempre visibili tramite le analisi istopatologiche tradizionali. «La nostra metodologia consente di individuare il tessuto canceroso o persino le displasie nelle biopsie tissutali appena prelevate mediante intervento chirurgico», spiega Apostolos Klinakis, il coordinatore del progetto.

Un endoscopio per l’uso umano

Nonostante le difficoltà pervenute, come ad esempio la pandemia di COVID-19, il consorzio ha progettato e costruito con successo un microscopio multimodale e un endoscopio clinico dotati di moduli di immaginografia Raman e scattering. La tecnologia di SENSITIVE è stata testata ex vivo su biopsie di tumore esofageo e di carcinomi dell’intestino tenue asportate da modelli murini. Impiegate da sole oppure, aspetto ancora più importante, combinate tra loro, tutte le modalità consentono di distinguere tra tessuto sano, tessuto non malato adiacente al tumore e lo stesso tessuto tumorale. L’endoscopio con modalità Raman e scattering ha ricevuto l’approvazione da parte del consiglio istituzionale per lo svolgimento di studi sugli esseri umani. Una sperimentazione clinica attualmente in corso su pazienti affetti da esofago di Barrett e da sindrome di Lynch ha reclutato i primi 30 pazienti e sta registrando risultati promettenti nella stessa direzione.

Diagnosi della cancerizzazione di campo

Il consorzio di SENSITIVE ha inoltre approfondito le potenzialità di applicazione del proprio sistema per visualizzare la cancerizzazione di campo in campioni di tessuto interi, ex vivo e in vivo, allo scopo di rilevare la presenza di cellule trasformate in adiacenza al tumore primario. Si ritiene che la cancerizzazione di campo, caratterizzata dal verificarsi di alterazioni genetiche ed epigenetiche in tessuti di aspetto normale dal punto di vista istologico, svolga un ruolo di mediatore nella progressione e nella recidiva della malattia. Forte dei promettenti risultati sinora ottenuti, il progetto ha in programma il completamento della sperimentazione clinica sulla sicurezza e sulla fattibilità in corso e si augura in seguito di trovare i finanziamenti necessari per avviare un successivo studio clinico di fase II, nel quale verrà valutata la capacità discriminatoria della metodologia di rilevare la cancerizzazione di campo. Il futuro della medicina antitumorale è orientato alla prevenzione e alla diagnosi precoce. Per la costruzione dei singoli profili dei pazienti e il calcolo del rischio associato allo sviluppo del cancro, ci si avvarrà di una combinazione di svariati dati genetici, molecolari e relativi allo stile di vita. Il sistema di SENSITIVE dispone del potenziale di contribuire a categorizzare le persone in gruppi ad alto e basso rischio, così da consentirne un monitoraggio regolare al fine di individuare precocemente l’eventuale presenza di tumori, quando ancora sono curabili.

Parole chiave

SENSITIVE, Raman, scattering, microscopio, endoscopio, cancro, cancerizzazione di campo

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