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Ultra-high resolution and ultra-sensitive fluorescence methods for objective sub-cellular diagnosis of early disease and disease progression in breast and prostate cancer

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Fluorescenza e nanoscopia per la diagnosi precoce del cancro

L'individuazione precoce del cancro al seno e del cancro alla prostata è fondamentale per aumentare ulteriormente il tasso di sopravvivenza dei pazienti. L'UE ha finanziato un'iniziativa di ricerca che mirava a realizzare diagnosi precoci del cancro al seno e alla prostata utilizzando nuove metodologie di imaging e campionamento, sicure e poco invasive.

Salute

L'agobiopsia con ago a scatto utilizzata per la raccolta dei campioni comporta il rischio di disseminazione neoplastica a causa del trauma della penetrazione dell'ago nel sito tumorale. Sebbene il campionamento cellulare tramite aspirazione con ago sottile (FNA) sia minimamente invasivo, meno rischioso, più rapido ed economico, la quantità del campione è spesso troppo limitata per risultati conclusivi. Il progetto FLUODIAMON mirava a sviluppare protocolli sicuri ed efficaci di individuazione precoce del cancro. Ciò includeva ottimizzare la tecnica di campionamento FNA e l'acquisizione, la risoluzione e la specificità delle immagini, identificando i biomarcatori del cancro e standardizzando l'elaborazione bioinformatica dopo la convalida. I ricercatori hanno sviluppato aghi per il campionamento FNA con migliore visibilità agli ultrasuoni per un posizionamento accurato. Penetrazione e manovrabilità sono state migliorate aggiungendo oscillazioni controllate tramite computer e smussando la punta dell'ago. I risultati sono stati convalidati su dati da oltre 200 pazienti di cancro al seno. Inoltre è stato sviluppato, e convalidato sui pazienti, un dispositivo anti-disseminazione, con uno speciale ago anti-disseminazione. I biomarcatori che si sono rivelati utili per i protocolli sviluppati e che mostravano specifiche caratteristiche di imaging per il cancro al seno e alla prostata includono vimentina e tubulina (proteine del citoscheletro), IGF1R, HER1, HER2 (proteine di membrana), ciclina e ciclina E (proteine di regolazione del ciclo cellulare). I loro pattern di distribuzione spaziale sono stati studiati in singole cellule campionate tramite FNA per l'individuazione di tumori maligni. Per lo studio di campioni FNA subcellulari sono stati sviluppati metodi di microscopia a deplezione mediante emissione stimolata (STED) e imaging multiparametrico di rilevazione a fluorescenza. A tal fine sono stati utilizzati come etichette fluorofori altamente fotostabili e luminosi, abbinati ai relativi biomarcatori nelle procedure di imaging. Tramite analisi e verifica bioinformatiche quantitative sono stati identificati sei classificatori diagnostici indipendenti di tumori maligni per la loro individuazione precoce. Le conoscenze ottenute sono state diffuse tramite 24 articoli specializzati, workshop e seminari, oltre che sul sito web. I membri del progetto hanno inoltre presentato 10 richieste di brevetti specifici. I risultati di questo progetto hanno aperto le porte al trattamento diagnostico e terapeutico precoce più sicuro, orientato al paziente e minimamente invasivo. Queste metodologie potrebbero anche essere adattate per il follow-up di lesioni premaligne o per valutare il progresso della malattia e la risposta alla terapia.

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