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Questo strumento potrebbe monitorare la risposta al trattamento e identificare precocemente le recidive del cancro.
I tumori del cervello e di altri tumori del sistema nervoso centrale (SNC) sono la principale causa di decessi per cancro infantile negli Stati Uniti. Questo tipo di cancro è il secondo tipo più comune di cancro infantile dopo la leucemia.
I medici che trattano i tumori del sistema nervoso centrale con chirurgia, chemioterapia, radiazioni o una combinazione di queste terapie si sono affidati a una serie di scansioni di risonanza magnetica (MRI) per monitorare se il trattamento funziona o meno.
Ma le scansioni MRI non sono in grado di rilevare malattie microscopiche che potrebbero indicare se le cellule tumorali rimangono o sono tornate.
Per colmare questa lacuna, i ricercatori sono alla ricerca di biomarcatori affidabili e specifici per il tumore. Sanno da precedenti studi sugli adulti che i tumori primari rilasciano cellule tumorali circolanti (CTC) nel flusso sanguigno di un paziente e che le CTC potrebbero essere biomarcatori affidabili per i tumori del SNC.
I ricercatori pediatrici dell’Università del Texas MD Anderson Cancer Center volevano sapere se uno strumento di biopsia liquida che si basa sul rilevamento della vimentina, una proteina strutturale sulla superficie di molte cellule tumorali, avrebbe funzionato per catturare e isolare le CTC in campioni di sangue prelevati da bambini con tumori del sistema nervoso centrale.
I ricercatori che hanno pubblicato il loro studio su Cancers volevano anche sapere se l’automazione del metodo di acquisizione CTC avrebbe migliorato il loro metodo manuale precedentemente convalidato.
Come hanno catturato e identificato le cellule tumorali
L’approccio della biopsia liquida dei ricercatori cattura le cellule con vimentina di superficie cellulare (CSV) per isolare le CTC dal sangue dei pazienti, che possono fornire informazioni sul loro cancro e monitorare il loro trattamento in corso.
Gli autori dello studio avevano precedentemente scoperto che l’approccio manuale della biopsia liquida rilevava CTC negli adulti con diversi tipi di cancro. In questo studio, i ricercatori hanno voluto automatizzare il loro metodo per aumentarne la sensibilità e catturare le CTC dai tumori del sistema nervoso centrale.
I ricercatori hanno arruolato 62 partecipanti al loro studio: 58 bambini (età media 13 anni) a cui sono stati diagnosticati tumori del sistema nervoso centrale e quattro adolescenti sani (età media 16 anni) che costituivano il gruppo di confronto. Quarantacinque dei partecipanti con cancro avevano tumori maligni, tra cui sette il cui cancro aveva metastatizzato.
I ricercatori hanno prelevato campioni di sangue da tutti i partecipanti per isolare e catturare le cellule tumorali. Dopo aver rimosso le cellule più dense che difficilmente contenevano CTC, i ricercatori hanno caricato i campioni su una macchina dotata di un microchip.
Questo microchip è rivestito con un anticorpo che riconosce la CSV, che fa sì che le CTC si attacchino ad esso, ma consente ad altri tipi di cellule di fluire via. Le cellule sul chip sono state poi colorate in modo da poter essere contate e identificate.
Lo strumento automatizzato ha funzionato?
Il metodo automatizzato ha catturato con successo le CTC in 50 dei 58 pazienti pediatrici (86%). Non ci sono state differenze significative nel rilevamento delle CTC in base alle caratteristiche del paziente, come il sesso, l’età, lo stato della malattia o il tipo di terapia antitumorale.
Nel complesso, lo strumento di acquisizione automatizzato CSV-CTC è stato molto accurato nell’identificare i pazienti con e senza cellule tumorali del SNC (il che significa che il test era sia sensibile che specifico).
Lo strumento è stato anche molto accurato nel prevedere la presenza di cellule tumorali del SNC, ma ha previsto la loro assenza solo circa un terzo delle volte.
“Questo è il primo studio a dimostrare il rilevamento di CTC utilizzando CSV come biomarcatore nei tumori pediatrici del SNC, compresi quelli maligni e metastatizzati”, ha detto Shulin Li, ricercatore principale di questo studio e professore di pediatria presso l’UT Anderson Cancer Center.
Inoltre, rispetto al precedente processo manuale di acquisizione e identificazione delle CTC dei ricercatori, il processo di isolamento automatizzato delle CTC ha aumentato la sensibilità dei tassi di rilevamento delle CTC di circa il 10% e ha ridotto i tempi di elaborazione del campione.
“Questo studio ha anche dimostrato il valore dell’automazione del processo di acquisizione CSV-CTC con un microchip. Questo strumento potrebbe rendere più facile monitorare la risposta dei pazienti al trattamento e identificare prima la recidiva del cancro”, ha affermato Shawn Mulvaney, amministratore di scienze della salute presso la Divisione NIBIB di Scienze Applicate e Tecnologia (Bioimaging).
Il team di ricerca ha anche voluto dimostrare di poter identificare una mutazione specifica che è stata associata a una prognosi peggiore tra i pazienti con gliomi della linea mediana.
Quando hanno analizzato le CTC catturate da pazienti con questi tipi di tumori, sono stati in grado di rilevare questa mutazione nel 75% dei campioni.
Passaggi successivi
I principali limiti dello studio erano le piccole dimensioni del campione e il fatto che la tecnologia dei microchip richiedeva ulteriori passaggi per confermare l’identificazione delle CTC.
Sebbene siano necessari studi più ampi per convalidare i risultati di questo studio, il rilevamento di CTC in pazienti con tumori del SNC può potenzialmente essere utilizzato per confermare la diagnosi di tumori inoperabili e difficili da biopsia come i gliomi del tronco encefalico e i gliomi della via ottica.
“Il nostro strumento ha anche il potenziale per aiutare i medici a sapere in anticipo quali pazienti risponderanno al trattamento. Quando sanno che un tumore non risponde, potrebbero arruolare il paziente in uno studio clinico con una terapia innovativa”, ha detto Wafik Zaky, autore principale e professore associato di neuro-oncologia presso l’Università del Texas MD Anderson Cancer Center.
