Si stima che circa il 90% delle morti per cancro sia dovuto alle metastasi (fonte AIRC). Con metastasi si intende quel processo che principalmente contraddistingue un tumore maligno da uno benigno, ovvero lo spostamento di cellule tumorali dalla sede del tumore primario verso altre aree dell’organismo. In questo modo vengono generate neoplasie secondarie anche in altri tessuti. Lo spostamento delle cosiddette cellule tumorali circolanti (CTC) avviene soprattutto attraverso il sistema linfatico e quello sanguigno.

Risulta allora di vitale importanza cercare un modo per prevenire e controllare l’insorgenza di tale fenomeno. I problemi sono però molteplici. Oltre ad avere solitamente una maggiore resistenza ai trattamenti oncologici, le metastasi risultano difficili sia da prevenire che da prevede.

In questo contesto si inserisce la ricerca guidata da Vladimir Zharov, direttore del centro di nanomedicina presso l’Università dell’Arkansas, che si è meritata la copertina della rivista Science Translational Medicine.

Una combinazione tra laser ed effetto fotoacustico

Fase di test del laser su pazienti affetti da melanoma
Credits: E.I. Galanzha

L’oggetto della ricerca è un sistema in grado di individuare le cellule tumorali circolanti nel flusso sanguigno e di distruggerle, il tutto in maniera non invasiva. Tale sistema consiste in una sorta di biopsia liquida che permette di distinguere le cellule cancerogene sfruttando l’effetto fotoacustico, ovvero il fenomeno fisico attraverso il quale si ha, da parte delle cellule stesse, la generazione di onde acustiche in seguito all’assorbimento di energia elettromagnetica inviata ad intermittenza.

Attraverso un laser ad impulsi brevi, viene trasmessa energia sottoforma di calore. Le CTC, che assorbono più energia rispetto alle cellule normali, si riscaldano rapidamente e si espandono. L’espansione produce onde sonore ad alta frequenza (ultrasuoni) che vengono rilevate attraverso un trasduttore posto sulla superficie della pelle. In questo modo è quindi possibile contare quante CTC sono passate al di sotto del laser. Il dispositivo può esaminare un litro di sangue in circa un’ora, senza che il sangue debba lasciare il corpo del paziente.

Lo stesso laser può essere poi utilizzato per distruggere tali cellule. Il calore, infatti, provoca l’insorgenza di bolle di vapore in corrispondenza di quest’ultime. Le bolle, in seguito, si espandono e collassano, distruggendo la cellula.

I risultati dei primi test sull’uomo

Il sistema è stato testato su pazienti affetti da melanoma. Oltre ad aver rilevato con precisione le CTC in 27 su 28 soggetti, è riuscito ad distruggere un’alta percentuale di cellule cancerogene che passavano al di sotto del laser. In particolare, su un paziente questa percentuale ha toccato il 96%. Il prossimo passo è quello di testarlo su un numero maggiore di persone e di combinarlo con le attuale terapie antitumorali.

Questa tecnologia ha il potenziale per inibire significativamente la progressione della metastasi.

Afferma Zharov.

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