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Preclinical Intra-Operative Image-Guided Surgery and Post-Operative Radiotherapy of Tumours

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Un passo in avanti verso la realtà aumentata per il trattamento del cancro

PRISAR ha sviluppato una sonda ibrida e un sistema di rilevamento per la chirurgia guidata da immagini mirate e la radioterapia molecolare post-operatoria. Il sistema offre uno strumento rivoluzionario per la diagnosi precoce e una migliore sopravvivenza dei pazienti, che porta a una migliore qualità della vita.

Salute

Quando eseguono resezioni, i chirurghi oncologici necessitano che i tumori siano definiti il più chiaramente possibile. La chirurgia guidata da immagini aiuta a ridurre il rischio di lasciare residui di tessuto tumorale (con conseguente recidiva del cancro), riducendo al minimo la rimozione del tessuto sano. Questo approccio riduce in ultima analisi la morbilità del paziente e le degenze ospedaliere, evitando che i costi sanitari aumentino a dismisura. Con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie dell’UE, il progetto PRISAR ha notevolmente migliorato la capacità della chirurgia guidata da immagini. Il progetto ha sviluppato sonde a fluorescenza/radionuclidi per il cancro collegate a una molecola ottica che, funzionando con un sistema di telecamere sensibili, è in grado di rilevare i segnali vitali per aumentare la precisione chirurgica e l’accuratezza della prognosi. Rilevamento ottico e radioattivo La tecnologia è stata sviluppata progettando inizialmente una piccola molecola mirata verso tumori specifici. Questa molecola è stata quindi collegata a una sostanza che emette luce in modo tale che, una volta legata al cancro, venga emessa una luce rilevabile da una telecamera appositamente adattata che aumenta la visibilità per il chirurgo. È stato quindi realizzato un composto radioattivo secondario radioisotopo che, una volta aggiunto al letto della ferita dove il tumore era stato asportato, si lega alla molecola. Il radioisotopo viene pertanto contenuto localmente nell’area del tumore per ridurre al minimo la tossicità radioattiva in altre aree del corpo. Il radioisotopo cerca e distrugge tutte le cellule tumorali residue dopo l’intervento, riducendo le possibilità che eventuali cellule tumorali rimanenti entrino nella circolazione sanguigna. Il progetto ha inoltre focalizzato lo sviluppo di una piccola unità di rilevamento ibrida portatile che misura contemporaneamente sia i segnali ottici che i segnali radioattivi, evitando l’inconveniente di dover utilizzare due diverse telecamere specializzate. «Questo è il primo sistema di telecamere al mondo che consente il multiplexing di sonde fluorescenti e gamma durante la stessa procedura, dimostrando la possibilità di portare la chirurgia guidata da immagini a un livello successivo, verso la realtà aumentata per la medicina», afferma il dott. Alan Chan, specialista di imaging molecolare. Il componente di imaging fluorescente modificato della fotocamera è stato originariamente testato su un topo immunocompromesso, con imaging eseguito dopo l’iniezione di una sostanza chimica tracciante (111In-DTPA-Trastuzumab-CW800). L’imaging clinico è stato anche condotto su una ghiandola tiroidea umana durante una procedura di scintigrafia tiroidea (gamma scan). Inoltre, anche alcuni volontari nel corso di esami di medicina nucleare presso il Queen’s Medical Center di Nottingham sono stati sottoposti a imaging per sviluppare la telecamera ibrida. Verso la medicina preventiva Aumentando la sensibilità dell’imaging preoperatorio, rispetto agli attuali standard di ispezione visiva e palpazione (esame fisico) durante l’intervento, le innovazioni di PRISAR apporteranno vantaggi a pazienti, oncologi e chirurghi. Inoltre, i chirurghi saranno in grado di utilizzare una combinazione di sonde per visualizzare marcatori fisiologici e cellulari diversi, migliorando la sensibilità generale e la specificità del rilevamento. Il dispositivo di imaging gamma-ottico ibrido offre anche un nuovo strumento per affrontare le sfide mediche esistenti ed emergenti presso qualsiasi struttura medica e durante la chirurgia guidata da immagini intraoperatoria. «Il groviglio di strutture anatomiche, oscurate dal sangue, dal tessuto connettivo e forse anche dal tessuto cicatriziale, può essere difficile da interpretare e quindi qualsiasi aiuto contribuisce a ridurre gli errori», afferma il dott. Chan. «L’approccio alla realtà aumentata di PRISAR non solo identifica i tumori, ma mostra anche la loro relazione con l’anatomia circostante, compresi i tessuti non malati». Il team prevede che questo strumento diagnostico contribuirà a spianare la strada verso approcci terapeutici maggiormente preventivi, anziché curativi. Ad esempio, un intervento chirurgico potrebbe anche essere evitato se i sistemi di telecamere utilizzati per la chirurgia guidata da immagini fossero resi abbastanza sensibili e specifici da rilevare i primi segni di metastasi. Attualmente, si prevede che la sonda fluorescente sarà disponibile nel 2022, con la telecamera gamma-ottica ibrida ancora in fase di valutazione clinica e che dovrebbe essere pronta per il mercato nello stesso periodo.

Parole chiave

PRISAR, sonda fluorescente, telecamera ottica, cancro, chirurgia, metastasi, tumore, guidata da immagini, radioattiva, tessuto, gamma, cellula

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