La biopsia cerebrale consiste nel prelievo di uno o più frammenti di tessuto cerebrale da sottoporre ad un esame microscopico. Dal momento che tale processo chirurgico risulta essere estremamente complicato ed invasivo, un team di ricercatori ha sviluppato un metodo che, grazie all’utilizzo di ultrasuoni focalizzati, consente di rilevare  biomarcatori tumorali cerebrali attraverso un semplice esame del sangue.

Sino ad ora l’utilizzo della biopsia liquida per la diagnostica di tumori al cervello risultava limitato a causa della barriera emato-encefalica (BEE), che costituisce un ostacolo al passaggio efficiente dei biomarcatori tumorali nella circolazione periferica.

Il ruolo degli ultrasuoni focalizzati

ultrasuoni focalizzati per biopsia liquida cerebrale
Un team della Washington University in St. Louis ha sviluppato un metodo che, grazie agli gli ultrasuoni focalizzati, permette di eseguire una biopsia liquida cerebrale. L’immagine rappresenta un tumore cerebrale in un topo.
Ph: Washington University in St. Louis

Un team multidisciplinare della Washington University in St. Louis, costituito da ingegneri, medici e fisici e guidato dall’ingegnere biomedico Hong Chen e dal neurochirurgo Eric C. Leuthardt, ha sviluppato una tecnica rivoluzionaria che ha il potenziale di eliminare la necessità della biopsia chirurgica per diagnosticare il tumore al cervello. Il team ha infatti ipotizzato un metodo basato sull’utilizzo di ultrasuoni focalizzati e di microbolle che consentono ai biomarcatori di tumore cerebrale di attraversare la barriera emato-encefalica.

Per provare l’efficacia di questa tecnica sono stati svolte sperimentazioni in un modello murino utilizzando due diversi tipi di glioblastoma. I ricercatori hanno mirato il tumore usando ultrasuoni focalizzati, una tecnica che utilizza l’energia ultrasonica per colpire i tessuti che si trovano in profondità senza dover ricorrere ad incisioni o radiazioni. Similmente a come una lente d’ingrandimento può concentrare la luce solare, gli ultrasuoni focalizzati concentrano l’energia ultrasonica in un punto minuscolo del cervello.

Una volta mirato il tumore cerebrale, i ricercatori hanno iniettato delle microbolle che scorrono attraverso il sangue similmente ai globuli rossi. Quando le microbolle raggiungono il bersaglio scoppiano provocando minuscole rotture della barriera emato-encefalica che consentono ai biomarcatori del tumore cerebrale di passare attraverso la barriera ed essere rilasciati nel flusso sanguigno. In questo modo, grazie ad un’ analisi ematica, è possibile rilevare la quantità di mRNA nel sangue, che fornisce ai medici informazioni specifiche sul tumore. Questo permette di diagnosticare il tumore e facilita la scelta di un trattamento personalizzato.

Rilevanza del lavoro e sviluppi futuri

 Avere la capacità di monitorare i mutevoli eventi molecolari del tumore in modo continuo ci consente non solo di diagnosticare meglio un tumore nel cervello, ma di seguire la sua risposta a diversi tipi di trattamento.

Afferma Leuthardt.

Il lavoro del team è in fase di ottimizzazione. In futuro sarà necessaria l’ integrazione con  il sequenziamento genomico avanzato e la bioinformatica per consentire una diagnostica ancora più raffinata.

I dettagli della ricerca sono riportati in un articolo di Scientific Reports.

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