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Dalla fisica un nuovo metodo per la diagnosi dei tumori

cell cluster 3 by Anthony Mattox, on Flickr

Discriminare diverse tipologie di cellule sulla base della loro deformabilità meccanica: è questo il principio per un nuovo metodo diagnostico "preso in prestito" alla fisica e applicato per la prima volta da un gruppo di ricercatori dell'Università di Harvard e dell'Università della California (UCLA) in un trial clinico di fase I per la diagnosi dei tumori polmonari, pubblicato sull'ultimo numero di Science Translational Medicine

La tecnica battezzata "deformability citometry" esiste da diversi anni, elaborata per la prima volta dai biofisici della UCLA e concettualmente simile alla più nota citometria a flusso, largamente utilizzata in biologia. Il principio della tecnica consiste nel far scorrere flussi di cellule lungo minuscoli condotti, al termine dei quali esse vengono compresse meccanicamente. L'entità e modalità della deformazione che ne segue forniscono indicazioni sulle caratteristiche strutturali della cellula, come l'elasticità della membrana, la resistenza, la consistenza, a loro volta dipendenti dal loro contenuto.

Conoscendo le caratteristiche biofisiche di diverse tipologie cellulari, è possibile identificare la composizione dei fluidi cellulari analizzati: in questo caso, i liquidi pleurici dei 119 pazienti reclutati nella sperimentazione. Le cellule tumorali hanno una diversa architettura cellulare e si presentano più comprimibili rispetto alle cellule sane, e per tale ragione si deformano in maniera diversa. Attraverso un algoritmo è possibile misurare queste proprietà meccaniche e tradurre la distribuzione delle proprietà delle singole cellule in una diagnosi.

Questa tecnica permette di analizzare più di 1000 cellule al secondo, con una rapidità e accuratezza sconosciuta ai tradizionali metodi diagnostici, basati sulla analisi d'immagine dei corrispondenti preparati cellulari. Con tempi e costi ridotti, il metodo ha permesso di identificare la presenza di cellule cancerose anche in pazienti che sarebbero risultati negativi secondo i metodi tradizionali: il risultato è stato verificato sei mesi dopo l'applicazione della procedura. Il Dott. Jianyu Rao, professore di patologia e medicina di laboratorio alla David Geffen School of Medicine alla UCLA e coordinatore dello studio, ha illustrato i molti potenziali vantaggi della tecnica. "In primo luogo, potrebbe aumentare l'efficacia diagnostica per l'identificazione di cellule cancerose nei campioni di fluidi corporei. Secondariamente, potrebbe fornire un metodo di screening iniziale per i tumori in contesti con limitate risorse o un ridotto numero di citologi. Terzo, potrebbe costituire un test per determinare la sensibilità delle cellule tumorali ai farmaci". 

A questa seguiranno nuove sperimentazioni, finalizzate a verificare più estesamente la validità e applicabilità del metodo. "Sulla base di questi risultati, stiamo iniziando degli studi con molti altri pazienti per determinare se questa possa essere una strategia diagnostica economicamente conveniente e portare informazioni ancora più dettagliate sull'origine dei tumori" ha commentato Dino Di Carlo, professore associato di bioingegneria alla UCLA Henry Samuel School of Engineering and Applied Science, e coordinatore dello studio insieme a Rao. "Potrebbe ridurre il carico di lavoro e accelelare la diagnosi, così come offrire ai medici uno nuovo modo di migliorare la validità delle loro decisioni cliniche".  

Creative Commons Attribution-Noncommercial 2.0 Generic License  Anthony Mattox

Anna Rizzo

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