Close-up Engeneering

Neuroblastoma: nuova chirurgia guidata da luce infrarossa

Per un recente studio, una nuova tecnica che sfrutta l'infrarosso (SWIR) potrebbe aiutare i chirurghi nella rimozione totale dei tumori, come il neuroblastoma, illuminandoli con più precisione e differenziandoli dai tessuti sani.

Close-up Engineering

PUBBLICATO IL: 25 Marzo 2023

Chirurgia / Innovazione

Ormai è da tempo che la medicina sfrutta la luce per la cura del cancro, infatti recentemente si è utilizzata la luce UV per attivare l’azione dei farmaci bioterapici. Una nuova tecnica unisce all’imaging in tempo reale la luce infrarossa con ottimi risultati in campo chirurgico; infatti, grazie a questa tecnologia, durante gli interventi è possibile una distinzione dettagliata tra tessuto tumorale e sano in tempo reale. Un recente studio ha deciso di applicarla al neuroblastoma.

neuroblastoma
Il neuroblastoma è un cancro infantile devastante, in figura sono visibili delle cellule di questa tipologia di tumore.

Cos’è il neuroblastoma?

Si tratta di un cancro infantile aggressivo che rappresenta circa il 15% delle morti infantili per cancro. Nel 33% dei casi di diagnosi, il tumore si è già diffuso ad altre parti del corpo e ciò lo rende molto difficile da trattare. La terapia applicata generalmente prevede un intervento chirurgico per la rimozione totale delle cellule cancerose; queste però possono essere molto difficili da rilevare in quanto simili al tessuto sano circostante. La sintomatologia comune di questa patologia comprende:

  • Gonfiore nella pancia del bambino che non sembra dolente,
  • Problemi di respirazione o deglutizione,
  • Perdita di peso,
  • Problemi intestinali o di minzione,
  • Perdita di appetito,
  • Dolore alle ossa,
  • Protuberanze sotto la pelle,
  • Palpebra cadente e pupilla piccola in un occhio,
  • Problemi nel movimento di alcune parti del corpo,
  • Gonfiore e/o lividi attorno agli occhi.
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Sintomatologia del neuroblastoma – Credits: American Childhood Cancer Organization

Imaging molecolare: perché è la scelta migliore?

L’imaging molecolare, a differenza dell’MRI o della TAC che si concentrano prevalentemente sull’analisi degli organi e delle ossa, può produrre immagini dettagliate dei processi biologici. Inoltre, può essere eseguito dal vivo durante l’intervento chirurgico in modo sicuro; questo significa che i team clinici non devono aspettare i risultati della biopsia o della coltura, ma possono avere tutte le informazioni necessarie nell’immediato.

Cos’è lo SWIR?

Innanzitutto, la parola SWIR è un acronimo che significa: Short Wavelength InfraRed, spesso indicato anche come infrarosso a onde corte e si riferisce alle lunghezze d’onda della luce tra i 900 nm ed i 2500 nm. La SWIR migliora le immagini in tempo reale e si è scelta perché può penetrare più in profondità nei tessuti e può ottenere immagini più dettagliate rispetto ad altre lunghezze d’onda. Questo range di lunghezze d’onda non risulta visibile ad occhio nudo, pertanto nello studio si sono utilizzate delle telecamere specifiche ad alta definizione.

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Lo spettro – Credits: Medicina online

Un nuovo studio sulla neurochirurgia

Attualmente, i ricercatori hanno sviluppato una promettente tecnica di imaging molecolare che vede i tumori illuminati dalle lunghezze d’onda SWIR: grazie alla quale i chirurghi possono distinguere con più sicurezza le cellule cancerose da quelle sane. Si è deciso di applicare quanto scoperto sia in vivo che in vitro ottenendo degli ottimi risultati.

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Dispositivo di imaging multispettrale in fluorescenza NIR-I/SWIR – Credits: Cancer Research

Applicazione della nuova tecnica contro il neuroblastoma

Il team di ricerca dell’University College di Londra ed i chirurghi del Great Ormond Street Hospital (GOSH) hanno sviluppato una tecnica che prevede l’iniezione di sostanze chimiche durante l’operazione, che agiscono come sonde e si attaccano alle cellule tumorali facendole illuminare tramite fluorescenza. Il team ha deciso di applicare questa tecnica alla lotta contro il neuroblastoma. La chirurgia per rimuovere questa tipologia di cancro solido richiede estrema delicatezza e precisione. Il rischio principale riguarda una rimozione non completa della massa cancerosa che potrebbe portare alla ricomparsa della patologia. Tuttavia una rimozione troppo consistente potrebbe portare al danneggiamento, ad esempio, dei vasi sanguigni e di altri organi sani nelle vicinanze. La nuova tecnica risolve le problematiche appena citate poiché illumina efficacemente il tumore, consentendo ai chirurghi di rimuoverlo con un precisione che le tecniche attuali non permettono.

Imaging di un gruppo di cellule colorate al di sotto di materiale che imita i tessuti mediante imaging multispettrale di fluorescenza NIR-I/SWIR – Credits: Cancer Research

Analisi dei dati raccolti sullo studio in merito al neuroblastoma

La tecnica si è dimostrata in vivo in modelli animali di topi; si è rivelato che, dopo un’operazione chirurgica, una parte di un tumore non era stata rimossa completamente. Lo studio dimostra che l’imaging molecolare con SWIR è in grado di migliorare la visione del chirurgo oltre le capacità dell’occhio umano; questo consente una chirurgia del tumore decisamente più precisa.

Sperimentazione in vivo dell’assorbimento tumorale di anti-GD2-IR800 e anti-GD2-IR12 utilizzando un dispositivo di imaging clinico che utilizza il vicino infrarosso disponibile in commercio – Credits: Cancer Research

Conclusioni e prospettive future

Ai giorni nostri la chirurgia oncologia pediatrica affronta un necessità esponenziale di nuove tecnologie e terapie che possano aiutare a visualizzare i tumori con precisione durante gli interventi. Utilizzando la chirurgia guidata da fluorescenza, in questo studio si è dimostrata la possibilità di delineare in modo specifico i margini di un tumore consentendone la differenziazione dal tessuto sano circostante. Sicuramente, questo tipo di chirurgia guidata è un’innovazione che aiuterà i chirurghi nel prossimo futuro. Sebbene la sperimentazione clinica abbia coinvolto solo modelli di topi, il team è fiducioso di implementare tale tecnica per la chirurgia pediatrica entro l’anno.

AUTORE

Maddalena Ranzato

Sono una studentessa magistrale di Ingegneria Clinica presso l'Università degli Studi di Trieste. Nel 2021 mi sono laureata in ingegneria biomedica presso l'Università degli Studi di Padova. La mia passione per la scrittura nasce già alle superiori con lo studio delle materie umanistiche al liceo classico. Sono appassionata da tutto ciò che è legato al mondo della medicina e dell'ingegneria, soprattutto la rigenerazione dei tessuti e la creazione di organi artificiali. Attualmente lavoro nell'ambito dell'ingegneria clinica ospedaliera.

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