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Storie di successo dei progetti - Si può diagnosticare il cancro attraverso il respiro?

Un giorno i medici potrebbero acquisire un nuovo strumento diagnostico potente e veloce per lo screening del cancro su larga scala grazie alla ricerca sulla spettrometria di massa condotta nei laboratori europei.

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Gli scienziati hanno studiato come la spettrometria di massa, una tecnica per la caratterizzazione del livello molecolare di composti chimici e biochimici, può essere usata per analizzare il fiato umano per rilevare il cancro. Studi recenti hanno osservato che i cani sono in grado di identificare con grande precisione la presenza di tessuti cancerosi nei pazienti in una fase precoce annusando un campione di fiato. La ricerca Breath ("Characterisation of biomarkers in breath of lung and breast cancer patients"), finanziata dall'UE, ha approfondito questa idea caratterizzando i biomarcatori nel fiato di malati di cancro ai polmoni e al seno. Ci sono diverse ragioni molto convincenti per usare il fiato per l'analisi della salute di un paziente. Il metodo non è invasivo, il che significa meno disagi per il paziente, e il procedimento è abbastanza veloce, quindi questa tecnica potrebbe essere usata per test su larga scala. Esiste già una considerevole quantità di documenti sull'analisi del fiato per diagnosi mediche; è un procedimento ben noto nel campo della ricerca metabolica, farmaceutica e chimica. Fino ad ora però ci sono poche applicazioni cliniche della diagnosi attraverso la spettrometria di massa. Man mano che questa tecnica diventa più usuale, meglio conosciuta e più affidabile, il numero di potenziali applicazioni dovrebbe aumentare. Nel frattempo, è necessario lavorare ancora per abbinare la presenza di biomarcatori a patologie particolari come il cancro del seno. Tale certezza manca perché la maggior parte delle spettrometrie di massa non vanno bene per analizzare grandi bio-molecole come quelle che normalmente si trovano nel fiato e in altri organi, per esempio. La ricerca Breath ha cercato di superare il problema usando un particolare tipo di spettrometria di massa. Macro-molecole Il principio base della spettrometria di massa associa una fonte di ioni che carica (ionizza) il materiale da studiare, un analizzatore di massa, che divide le particelle a seconda della loro massa e infine un rilevatore. Questo misura il numero di tutti gli ioni presenti. Una volta riunite, le informazioni forniscono una caratterizzazione di un dato campione. La ricerca Breath ha cercato di applicare una forma relativamente recente di questa tecnica, chiamata "spettrometria di massa-ionizzazione elettrospray secondaria" (SESI-MS). L'elettrospray è stato scoperto solo nel 1988 e già alla metà degli anni 1990 ha ispirato lo sviluppo di farmaci salvavita contro l'AIDS, chiamati inibitori della proteasi. Il vantaggio fondamentale dell'elettrospray è la velocità con la quale riesce ad analizzare complesse preparazioni farmaceutiche – preparazioni consistenti principalmente in grandi macro-molecole biologiche. È proprio questo il tipo di molecole che gli scienziati devono identificare per rilevare la presenza di cancro, quindi Breath ha applicato questa tecnica al problema. La SESI-MS è stata usata per controllare i metaboliti del fiato di un gruppo di soggetti sani nel corso di diversi mesi, questo ha rivelato che ogni persona ha la sua propria "impronta del fiato". È una cosa importante per gli studi metabolici perché uno dei problemi principali sono le diverse fonti di variabilità temporanea causata dalla dieta e da altri fattori. Tale variabilità cambia in definitiva l'impronta metabolica di un soggetto. Nonostante questo fattore di disturbo temporaneo, i ricercatori hanno trovato un'impronta metabolica stabile che si è rivelata specifica a ogni individuo. Una volta ottimizzata la tecnica, i ricercatori hanno studiato le differenze nella struttura del fiato di un gruppo di malati di cancro ai polmoni e al seno e di soggetti di controllo sani con lo scopo di identificare una serie di metaboliti sovra o sotto esposti nei malati di cancro. Questa analisi è stata fatta perché diverse relazioni sostengono l'idea secondo la quale i cani possono identificare i tessuti del cancro sulla base del loro caratteristico odore. Un nuovo strumento analitico I ricercatori europei hanno inoltre lavorato a un nuovo metodo per l'analisi statistica dei campioni di studio e hanno confrontato questo nuovo metodo con i tradizionali strumenti chemiometrici. Durante la prova sono riusciti a distinguere tra un gruppo di malati di cancro al colon-retto e soggetti di controllo sani sulla base della loro impronta spettrale plasma-massa, un altro importante risultato per i ricercatori. Hanno inoltre scoperto che il loro sistema poteva identificare e quantificare gli acidi grassi liberi, composti molto importanti coinvolti in molti processi metabolici. Questo significa che il sistema della SESI-MS potrebbe essere applicato anche per funzioni diverse dai test diagnostici per il cancro. I ricercatori hanno analizzato le capacità di un nuovo strumento analitico, chiamato analizzatore di mobilità differenziale, associato alla spettrometria di massa per analizzare un biomarcatore del cancro alla prostata. Il vantaggio principale di questa tecnica è la sua velocità di analisi rispetto ai metodi tradizionali, che si presta a un potenziale uso clinico su larga scala, suggeriscono i ricercatori. Breath ha ricevuto finanziamenti dall'iniziativa "Salute" del Settimo programma quadro dell'UE per la ricerca.