Glowing tumors: mezzo di contrasto e imaging system del MIT

Si parla tanto, purtroppo, del cancro ovarico: ben 200.000 donne al mondo ne soffrono e spesso vengono diagnosticati troppo tardi.Il cancro ovarico è uno tra i più ostici da diagnosticare durante i suoi primi stadi e spesso, una volta trovato, se ne scovano a dozzine.
Il Massachusetts General Hospital (MGH) nel 2010 ha condotto uno studio da cui è trapelato che se la dimensione del tumore riuscisse a raggiungere i livelli minimi possibili, la loro rimozione non sono sarebbe più semplificata, ma anche la vita del paziente risulterebbe più lunga.

In seguito, i ricercatori del MIT, lo staff del MIT Lincoln Laboratory insieme ai chirurghi del MGH hanno sviluppato un metodo alternativo per la ricerca del tumore in loco, che spesso risultano quasi invisibili agli occhi umani.

Il team del MIT, capeggiato dalla Professoressa Angela Belcher del Koch Institute for Integrative Cancer Research, si è concentrato maggiormente su quei generi di tumori che risultano essere i più ostici dal punto di vista diagnostico.
Nasce così una sorta di “sonda” diagnostica, un nuovo mezzo di contrasto formato da nanotubi di carbonio a parete singola, SWNTs acronimo di “single-walled carbon nanotubes”, ossia composti chimici che reagiscono illuminandosi quando vengono irradiati dai raggi laser.
Quando il mezzo di contrasto viene iniettato nel paziente, questo si lega automaticamente alle cellule tumorali che, una volta irradiate, rendono il tumore stesso “glowing”, ovvero “luminescente”.

https://youtu.be/p3JeEy1d_Fo
La luminescenza viene rilevata in modo ideale tramite uno spettro visivo che va dai 100 nm ai 1800 nanometri, chiamato near-infrared second-window (NIR-II) band.
Tuttavia, non si può ancora far affidamento su un sistema di imaging a video che permetta ai chirurgi di vedere i tumori luminescenti in tempo reale, sebbene l’imaging statico sia comunque possibile.

Alla creazione del sistema di contrasto, si è unito anche la modalità di imaging che possa sia rendere possibile la visione tangibile del cancro sia una condizione adeguata per i chirurgi durante l’intervento, il NIRF (near-infrared fluorescence imaging system), anche questo progettato e sviluppato dal MIT.

“Sapevo che avrebbe funzionato la prima volta che ho visto la dimensione dei tumori: più piccole di capocchie di spillo, illuminate come se fossero delle lucciole”

afferma Andrew Siegel, che ha preso parte alla realizzazione del sistema di imaging NIRF, che avrebbe accompagnato i chirurgi durante gli interventi.
Come funziona? 

Dopo l’iniezione delle sonde fluorescenti nel paziente, viene irradiato da un laser infrarosso a 808 nm. I tumori, completamente irradiati, convertono la luce degli 808 nm in un intervallo di lunghezze d’onda nella banda spettrale NIR-II , che può così essere rilevata dalla telecamera. 
Ovviamente, i tessuti sani rimangono completamente oscurati.

Inoltre, i chirurgi possono regolare l’intensità della fluorescenza, tramutandola anche in scala di grigi se necessario; ma la vera sfida sta nel capire se la formazione delle immagini NIRF possa portare un concreto vantaggio alla sopravvivenza dei pazienti.

Fino ad ora, i dati mostrano risultati promettenti: gli esperimenti effettuati sui topi hanno registrato tempi di chirurgia più lunghi, ma con una conseguente allungamento della sopravvivenza dei topi stessi.

“Scoprire se abbiamo davvero portato un contributo alla sopravvivenza post-chirurgica è stata una piacevole sorpresa”

asserisce Sigel.

“Il mio obiettivo finale sarebbe la semplificazione dell’intero sistema a tal punto che qualsiasi chirurgo possa avere la possibilità di offrire tumorale sufficiente a far risparmiare al paziente un periodo di chemioterapia post operatorio”

Conclude Sigel.