Svelare i segreti dei tumori cerebrali per rivoluzionare il trattamento del cancro
Le scansioni convenzionali di risonanza magnetica per immagini (RMI) mostrano le dimensioni e la posizione dei tumori cerebrali, rivelando tuttavia ben poco sulle proprietà biologiche che determinano l’efficacia del trattamento. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra) (MSCA), il ricercatore Giacomo Annio ha utilizzato una sofisticata tecnica immaginografica denominata elastografia a risonanza magnetica (MRE, magnetic resonance elastography) per comprendere i glioblastomi, i tumori cerebrali più aggressivi esistenti. «L’elastografia misura quanto sia rigido o morbido il tessuto [del carcinoma], proprietà che forniscono indizi sul comportamento del tumore, sulla sua resistenza alla terapia e sulla capacità di cui è dotato per infiltrarsi nel tessuto circostante», spiega. Annio ha utilizzato dati sui glioblastomi provenienti dall’Ospedale universitario di Oslo(si apre in una nuova finestra) (OUH), in Norvegia, dopo aver condotto alcune ricerche precliniche presso la Stanford University, negli Stati Uniti.
Un dispositivo delle dimensioni di un cellulare
Il dispositivo MRE vibrante, delle dimensioni di un cellulare, viene posizionato contro la testa del paziente e invia onde nel cervello, mentre una risonanza magnetica standard visualizza queste onde durante la loro fase di attraversamento dei tessuti. «La soluzione consente ai medici di osservare il tumore in un modo inedito: ne esamina le proprietà fisiche, fornendo una nuova prospettiva per comprendere la biologia tumorale», afferma Annio. Il dispositivo MRE, attualmente in fase di sviluppo da parte dell’azienda americana Quality Electrodynamics, viene commercializzato sugli scanner RMI da Siemens, in Germania. Sebbene stia iniziando a diffondersi negli ospedali, Annio osserva: «Adattarlo ai tumori cerebrali rappresenta una sfida particolare». Il progetto GLIOBID, finanziato dall’UE, si basa su precedenti progetti finanziati dall’UE, quali FORCE, che ha sviluppato la tecnica MRE, e ImPRESS, che l’ha applicata ai tumori cerebrali; Annio ha fatto parte di entrambi questi team.
Sperimentazioni di laboratorio negli Stati Uniti
Annio, che ha trascorso i primi due anni della sua borsa di studio MSCA presso la Divisione di Imaging Molecolare del Dipartimento di Radiologia(si apre in una nuova finestra) della Stanford University, ha costruito in laboratorio un dispositivo MRE utilizzando la stampa 3D e componenti elettronici personalizzati: è stato il primo del suo genere in questo ateneo. La soluzione è stata installata su uno scanner RMI per studiare i tumori cerebrali nei topi. «A Stanford abbiamo brevettato un agente teranostico, ovvero una molecola che combina terapia e diagnosi e può essere visualizzata tramite RMI», osserva Annio. «Questa molecola rilascia un componente che altera la meccanica del tumore, aprendo i vasi sanguigni in modo specifico nel sito in cui è presente». L’esperto continua affermando che ciò consentirebbe un maggiore afflusso di trattamento all’interno del tumore. «Grazie all’elastografia, abbiamo potuto osservare in che modo le proprietà meccaniche del tumore influenzano la somministrazione della terapia, il che non era mai stato realizzato in precedenza». Le lesioni si sono ridotte nei topi trattati mediante questa terapia aggiuntiva. «Abbiamo aumentato il tasso di sopravvivenza», dichiara Annio. Questo approccio consentirebbe di fornire una risposta terapeutica basata sull’impronta biomeccanica del tumore, evitando ai pazienti di essere sottoposti a trattamenti inefficaci e favorendo la medicina personalizzata, aggiunge.
Fare luce sui glioblastomi
Grazie ai dati provenienti dagli studi clinici in corso presso l’OUH, che coinvolgono 200 pazienti affetti da glioblastoma, l’MRE ha rivelato ulteriori informazioni su questi tumori aggressivi. «Mentre la maggior parte dei carcinomi è più rigida del tessuto circostante, i glioblastomi cerebrali sono più morbidi», spiega Annio. Tuttavia, la viscosità del tumore, che egli descrive come «comprimibilità», potrebbe essere più rilevante della rigidità nel prevedere l’aggressività del tumore. L’MRE fa luce anche sui vasi sanguigni all’interno del tumore e sulla pressione che si accumula dentro al cervello. Secondo quanto osservato da Annio, man mano che il tumore cresce le cellule tumorali si moltiplicano, si costruisce una nuova struttura di sostegno e si formano nuovi vasi per fornire «carburante» al tumore. «In questo spazio affollato, i vasi sanguigni tumorali vengono schiacciati e non riescono a fornire sangue, ossigeno, sostanze nutritive e, soprattutto, il trattamento in maniera adeguata». Kyrre Eeg Emblem, coordinatore del progetto e responsabile del Dipartimento di Fisica e Radiologia computazionale presso l’OUH, afferma che il progetto ha permesso di estendere la ricerca ad altri tipi di tumori cerebrali, come il meningioma, un carcinoma cerebrale più comune. «In questo caso, la valutazione delle forze fisiche consente al neurochirurgo di pianificare l’intervento, valutando se il tumore sarà facile o difficile da asportare», aggiunge.
