Un team di ricerca dell’Università statale di Orel in Russia ha sviluppato un sistema di biopsia ottica in grado di distinguere tra tessuto epatico canceroso e sano. La nuova tecnologia potrebbe rendere più facile la diagnosi del cancro al fegato, che è il sesto cancro più comune a livello globale.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Biomedical Optics Express.
Biopsia ottica e carcinoma epatico: ecco cosa dice la ricerca
“Lo strumento è progettato per essere compatibile con gli aghi attualmente utilizzati per le biopsie epatiche”, ha affermato Evgenii Zherebtsov, membro del team di ricerca dell’Università statale di Orel in Russia. “Potrebbe quindi un giorno aiutare i chirurghi a navigare con maggiore precisione attraverso la biopsia per ridurre il numero di errori nel prelievo di campioni di tessuto utilizzati per la diagnosi”.
I ricercatori hanno dichiarato che il sistema di biopsia ottica può distinguere in modo affidabile tra cellule cancerose e sane nei modelli murini. Il sistema ha anche mostrato risultati promettenti nei test preliminari condotti su persone con sospetto cancro al fegato.
“Metodi di biopsia ottica come quello che abbiamo sviluppato consentono di differenziare i tessuti sani e tumorali con un alto grado di accuratezza“, ha affermato Elena V. Potapova, che è stata co-autrice dell’articolo con Zherebtsov. “Sebbene il nostro sistema sia stato specificamente progettato per l’uso nella chirurgia addominale, i nostri risultati mostrano che tecnologie simili potrebbero essere utili per altre applicazioni mediche”.
I ricercatori hanno progettato il nuovo dispositivo dopo che i chirurghi con cui stavano collaborando hanno notato quanto sia difficile eseguire biopsie con ago esattamente nella posizione giusta. I tumori allo stadio iniziale possono essere difficili da individuare quando si inserisce un minuscolo ago cavo nel fegato per acquisire un campione di tessuto. Se l’ago è posizionato in modo errato e manca il tumore, potrebbe portare a una diagnosi errata.
Il nuovo sistema di biopsia ottica combina spettroscopia a riflettanza diffusa e misurazioni di fluorescenza a vita per valutare i marcatori correlati al metabolismo cellulare, che differisce tra cellule sane e cancerose. Questo potrebbe aiutare i chirurghi a vedere, in tempo reale, dove si trova il cancro in modo che possano identificare il posto migliore per acquisire un campione di tessuto.
La spettroscopia a riflettanza diffusa rivela le proprietà dei tessuti in base a come riflettono la luce. L’analisi della durata della fluorescenza espone i tessuti a una lunghezza d’onda della luce che induce la fluorescenza e quindi misura quanto tempo impiega tale fluorescenza a svanire. La tempistica del decadimento della fluorescenza dipende dalla presenza di molecole importanti nel metabolismo.
“Sebbene il nostro team e altri abbiano precedentemente utilizzato l’intensità della fluorescenza per la valutazione dei tessuti, studi condotti in altre parti del corpo hanno dimostrato che la durata della fluorescenza dipende meno dalle condizioni sperimentali“, ha affermato Potapova. “Le misurazioni della durata della fluorescenza rimangono più coerenti in presenza di sangue, quando c’è un’illuminazione non uniforme o se il contatto tra la sonda e il tessuto cambia a causa del movimento”.
Concentrandosi sull’utilizzo della biopsia ottica per guidare le future biopsie in clinica, i ricercatori hanno selezionato componenti compatti e moderni per il dispositivo. La sonda da 1 millimetro di diametro è compatibile con un ago per biopsia standard da 17,5 G e dispone di canali ottici separati per la spettroscopia a riflettanza diffusa e le misurazioni della durata della fluorescenza.
Per valutare la sensibilità del sistema assemblato, i ricercatori hanno prima misurato soluzioni note di molecole che svolgono ruoli chiave nel metabolismo. Una volta ottenuti risultati soddisfacenti, hanno quindi eseguito esperimenti in un modello murino con cancro al fegato e misurazioni preliminari in pazienti con sospetto cancro al fegato.
I ricercatori hanno scoperto che il la biopsia ottica e i parametri misurati potevano distinguere in modo affidabile il tessuto canceroso del fegato, il tessuto epatico sano e i tessuti epatici metabolicamente modificati che circondano un tumore.
“È stato importante per noi compilare un quadro completo dei cambiamenti osservati per il cancro sia nel modello murino che nel contesto clinico”, ha affermato Zherebtsov. “I nostri studi su pazienti che avevano lo stesso tipo di tumore dei topi hanno dimostrato che la nostra tecnica può fornire risultati stabili e riproducibili che possono essere utilizzati per rilevare il cancro“.
I ricercatori intendono continuare a misurare i parametri di durata della fluorescenza in pazienti con diversi tipi di tumori in stadi diversi per generare classificatori diagnostici in tempo reale. Ciò consentirà anche di applicare metodi avanzati di apprendimento automatico che potrebbero aiutare i chirurghi a prendere decisioni cliniche durante una procedura di biopsia.
Il fegato è il più grande organo interno del corpo. Elabora e immagazzina i nutrienti e produce colesterolo e proteine come l’albumina, i fattori di coagulazione e le lipoproteine che trasportano il colesterolo. Secerne anche la bile e svolge molte funzioni metaboliche, inclusa la disintossicazione di diverse classi di agenti cancerogeni.
Il cancro al fegato è il quinto tumore più frequente negli uomini e il nono tumore più frequente nelle donne. Ci sono stati oltre 840.000 nuovi casi nel 2018. La comunità scientifica ritiene che ci siano prove evidenti che un maggiore grasso corporeo e il consumo di bevande alcoliche e cibi contaminati da aflatossine aumentino il rischio di cancro al fegato. Ci sono prove evidenti che bere caffè riduce il rischio di cancro al fegato. Ci sono alcune prove che essere fisicamente attivi e consumare pesce potrebbe ridurre il rischio di cancro al fegato.
L’aumento globale dei casi di cancro è dovuto a diversi fattori: tra cui la crescita e l’invecchiamento della popolazione, nonché il cambiamento di alcune cause di cancro legate allo sviluppo sociale ed economico, tra cui la dieta, l’alimentazione e l’attività fisica.
Diversi fattori influenzano la sopravvivenza dopo una diagnosi di cancro. I fattori più comuni sono il tipo di cancro diagnosticato, il trattamento disponibile e lo stadio in cui viene diagnosticato il cancro e l’inizio del trattamento. In generale, la diagnosi precoce del cancro è associata a risultati e sopravvivenza migliori. La biopsia ottica rileva con precisione anche il tumore al fegato in fase iniziale.
Negli ultimi decenni, i progressi nei programmi e nei trattamenti di screening hanno migliorato i tassi di alcuni tumori sito-specifici. Tuttavia, i sistemi sanitari differiscono tra i paesi e esistono disparità nell’accesso all’assistenza sanitaria all’interno dei paesi. Entrambi i fattori contribuiscono alle differenze nei tassi di sopravvivenza. Sebbene ci siano alcune variazioni nei tassi di sopravvivenza tra i paesi ad alto reddito, generalmente, i paesi a basso reddito hanno tassi di sopravvivenza più bassi.