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H2020

IMAGINE — Risultato in breve

Project ID: 701713
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.1.3.2.
Paese: Regno Unito
Dominio: Salute, Ricerca di base

Rimozione di tumori con assenza di cellule tumorali nei margini

Una biopsia il cui referto conferma ancora la presenza di cellule tumorali nei margini indica la probabile persistenza di cellule tumorali all’interno del corpo. IMAGINE, un progetto finanziato dall’UE, ha sviluppato una tecnologia di «biopsia ottica» tissutale unica per valutare i margini tumorali.
Rimozione di tumori con assenza di cellule tumorali nei margini
Margini cancerosi positivi dopo un intervento chirurgico comportano un aumento del rischio di progressione e una ridotta sopravvivenza libera da malattia. L’ottenimento di margini privi di lesioni cancerose può tuttavia essere molto difficile durante l’intervento chirurgico.

L’identificazione precoce e un intervento chirurgico adeguato sono misure fondamentali per ridurre i tassi di mortalità correlati al cancro e l’onere finanziario sulla società. L’incapacità di visualizzare l’infiltrazione marginale dei tumori rappresenta una sfida significativa in molti settori dell’oncologia. Attualmente, il bordo viene esaminato nel tumore dopo l’asportazione. Il primo step viene eseguito durante l’operazione e il secondo dopo la procedura. Questo approccio richiede molto lavoro, con un rischio intrinseco di lasciare tessuto canceroso in situ o addirittura di diffondere la malattia.

Una tecnologia di imaging radicalmente nuova in chirurgia oncologica

Il progetto IMAGINE (Widefield Raman imaging probe for intraoperative margin assessment of cancers) ha sviluppato una tecnologia di piattaforma che può essere utilizzata per la valutazione intraoperatoria dei margini di un tumore. «Grazie alla progettazione del primo prototipo Raman su vasta scala per la chirurgia e al suo assemblaggio, possiamo oggi ottenere immagini di phantom (costrutti di tessuti che simulano le proprietà ottiche dei tessuti) e di cellule/tessuti umani», sottolinea il borsista Marie Skłodowska-Curie Action (MSCA) a capo della ricerca, il dott. Mads Bergholt.

La spettroscopia Raman è una singolare tecnica ottica senza marcature basata sulla diffusione di luce anelastica in grado di offrire una «biopsia ottica» tissutale a livello molecolare. Questo nuovo tipo di imaging potrebbe aumentare la selettività di targeting per identificare con precisione le cellule tumorali. In quanto tale, «potrebbe potenzialmente migliorare i risultati della chirurgia, riducendo le spese sanitarie e l’onere sul singolo paziente», spiega il dott. Bergholt.

Diffondere la notizia sulle proprietà ottiche dei tessuti

Grazie all’ospitalità del gruppo della prof.ssa Molly Stevens presso l’Imperial College di Londra (ICL), la cultura multinazionale e l’ambiente multidisciplinare hanno assistito al successo dell’analisi di cellule e tessuti tumorali di maiale e di topo. «Con la borsa di studio (MSCA) sono stati ottenuti in modo diretto risultati concreti sotto forma di pubblicazioni e presentazioni in conferenze tra cui Nature Communications, Science Advances, ACS Central Science e Nature Partner Journals Regenerative Medicine», afferma il dott. Bergholt.

«Stiamo inoltre finalizzando un manoscritto sulla mia ricerca sulle proprietà ottiche dei tessuti e sulla modellazione Monte Carlo del trasporto dei fotoni nei tessuti», continua. Sulla base dei risultati ottenuti dal gruppo Stevens, Bergholt ha tenuto vari seminari in diverse università tra cui l’Università della Danimarca meridionale, la Sheffield University e il King’s College di Londra. «Inoltre, ho presentato la mia ricerca alla più importante conferenza sulla biofotonica (SPIE Photonic West 2017) attirando più di 10 000 scienziati», conclude Bergholt.

Sfide affrontate e successi ottenuti

Per il suo completamento, la progettazione ottica iniziale del prototipo Raman ha richiesto l’ottimizzazione. IMAGINE ha garantito l’attuabilità clinica adottando con successo un nuovo approccio ottico per l’imaging che offre un’illuminazione laser dei tessuti più efficiente.

La MSCA ha conseguito progressi significativi in quanto la progettazione della piattaforma di imaging Raman ha acquisito nuove informazioni sulla propagazione dei fotoni nei tessuti phantom, simulando le proprietà ottiche dei tessuti e delle cellule tumorali. La borsa di studio ha quindi aperto la strada a un’ulteriore esplorazione dei metodi basati su Raman per il rilevamento e la diagnosi del cancro.

La spettroscopia Raman rappresenta un nuovo approccio biomolecolare per prendere di mira i tumori in vivo. Riepilogando l’impatto futuro della ricerca IMAGINE, il dott. Bergholt afferma: «Puntiamo in ultima analisi a trasferire questa tecnologia fino al letto del paziente».

Borsista King’s Prize

«Sono diventato un borsista King’s Prize presso il King’s College di Londra a partire da luglio 2018. Ho acquisito inestimabili capacità di sviluppare costrutti di tessuti e know-how di ricerca biologica dai miei colleghi biologi mentre facevo parte del gruppo Stevens», commenta il dott. Bergholt riflettendo sulla sua opportunità di ricerca. Oltre al successo indiscusso del progetto IMAGINE, la borsa di studio MSCA ha anche offerto al dott. Bergholt un’opportunità molto importante come supervisore degli studenti in dottorato. Questo patrimonio professionale gli sarà molto utile quando svilupperà il suo programma di ricerca indipendente.

Keywords

IMAGINE, cancro, MSCA, imaging Raman, biofotonica, margini tumorali