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I ricercatori dell’Empa hanno sviluppato una nuova analisi tissutale 3D per i tumori della tiroide. Questa speciale tecnica a raggi X utilizza l’intelligenza artificiale per consentire diagnosi più rapide e precise. In futuro, questo metodo di esame potrebbe essere utilizzato anche per altri tipi di cancro e sostituire procedure più complesse con metodi di imaging più semplici.
La nuova analisi 3D dei tessuti dei tumori tiroidei è ancora sconosciuta ai patologi. Invece di tagliare il tessuto rimosso in fette sottili e visualizzarle bidimensionalmente al microscopio come prima, ora possono esaminare l’intero campione di tessuto virtualmente sullo schermo e ruotarlo secondo necessità per identificare i cambiamenti patologici.
Ciò è stato reso possibile dal cosiddetto imaging 3D istopatologico non invasivo.
“La particolarità di questo metodo è che può analizzare blocchi bioptici completi di un tumore in tre dimensioni in breve tempo senza modificare o distruggere il tessuto. Ciò significa che il campione può ancora essere utilizzato per ulteriori esami biologici molecolari”, afferma Robert Zboray, leader del gruppo presso il Centro per l’analisi a raggi X dell’Empa, che ha sviluppato questa tecnologia.
nsieme ai patologi dell’Università di Berna, Zboray è stato in grado di dimostrare che il suo nuovo metodo è in grado di rilevare caratteristiche tissutali clinicamente rilevanti nei tumori della tiroide.
La micro-tomografia computerizzata a contrasto di fase a raggi X (micro-CT) rende visibili anche le più piccole differenze nei tessuti molli.
Queste immagini tridimensionali di campioni di tessuto vengono quindi analizzate utilizzando l’apprendimento automatico.
Il ricercatore dell’Empa spera che ciò consentirà ai patologi di fare diagnosi e prognosi più precise.
La sfida più grande è quella di trattare i pazienti nel modo più individuale possibile, in altre parole, di evitare un trattamento eccessivo dei tumori a basso rischio e allo stesso tempo di trattare e monitorare in modo appropriato i pazienti con un rischio più elevato.
Circa 300 milioni di persone in tutto il mondo sono affette da cancro alla tiroide.
Tuttavia, le caratteristiche del tumore spesso differiscono da paziente a paziente.
Queste caratteristiche biochimiche e molecolari misurabili di un tumore sono note come biomarcatori.
Aiutano a rilevare il cancro in una fase precoce o indicano quanto aggressivamente un tumore può crescere e a quale terapia può rispondere.
Uno dei principali vantaggi dell’analisi 3D è che rileva anche le caratteristiche del tumore negli strati più profondi del tessuto che possono essere trascurate dai metodi convenzionali.
“Quando i tumori tiroidei incapsulati crescono in modo aggressivo e rapido, spesso irrompono nel tessuto sano circostante e persino invadono i vasi sanguigni.
Tali invasioni vascolari sono quindi spesso un’indicazione della malignità e della gravità del tumore”, spiega Zboray.
Una diagnosi precoce e più precisa consente ai medici di agire più rapidamente e in modo più mirato, migliorando così la prognosi del paziente.
In collaborazione con l’Università e l’Inselspital di Berna, Zboray e il suo team hanno esaminato un campione di tumore alla tiroide di un paziente deceduto di recente.
Questo paziente era stato ricoverato in ospedale nel 2011 per un tumore classificato come benigno ma che in seguito si è ripresentato in forma maligna.
“L’analisi sezionale convenzionale ha mancato le ernie capsulari in profondità nel tessuto, che siamo stati in grado di identificare retrospettivamente utilizzando il nostro metodo”, afferma Zboray.
Sulla base di questi risultati, è ora in corso uno studio retrospettivo di tali casi di recidiva, in cui vengono esaminati campioni di pazienti di tutta Europa che, nonostante i risultati inizialmente innocui, hanno successivamente sviluppato tumori gravi.
Grazie al generoso sostegno della Fondazione Mirto, della Fondazione per le donazioni della Banca Vontobel, della Fondazione per la ricerca nella diagnostica e prevenzione dei tumori, della Fondazione Dr. Hans Altschüler e di altre quattro fondazioni, lo studio può essere realizzato.
Secondo Robert Zboray, la nuova analisi tissutale 3D può essere perfettamente integrata nel flusso di lavoro clinico e integra idealmente l’analisi sezionale convenzionale.
“Le procedure consolidate sono saldamente ancorate nella pratica medica quotidiana. La nostra tecnologia non ha lo scopo di interrompere questi processi, ma di offrire ulteriori vantaggi”.
Lo sviluppo di nuove tecnologie per la medicina personalizzata è anche l’obiettivo di “Personalized Health and Related Technologies” (PHRT), un focus strategico di ricerca delle istituzioni del Settore dei PF, in cui il progetto è inserito.
La tecnologia sembra essere promettente anche per altri tipi di tumore come il cancro alla prostata o il cancro ai polmoni.
Grazie ai finanziamenti del Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica (FNS), Zboray può ora testare la sua tecnica di istologia tridimensionale nelle metastasi del cancro del colon-retto. Vorrebbe anche sostituire le analisi molecolari complesse con metodi di imaging più semplici.
“Se riusciamo a correlare le “impronte digitali” molecolari delle funzioni cellulari patologicamente alterate nei tessuti tumorali con le caratteristiche della texture dell’imaging nell’ordine dei micrometri, potremmo collegare la nostra tecnologia direttamente ai cambiamenti genetici sottostanti in futuro”, afferma Zboray, formulando la sua visione.
