Metodo di riflessione della luce promette diagnosi precoce del cancro ai polmoni

Cancro al polmone - Crediti: Zina Deretsky, National Science Foundation

La diagnosi precoce è fondamentale per migliorare i tassi di sopravvivenza al cancro. Eppure, uno dei tumori più letali, il cancro ai polmoni, è notoriamente difficile da rilevare nelle sue fasi iniziali.

Ora, i ricercatori hanno sviluppato un incredibile metodo per rilevare il cancro ai polmoni, semplicemente illuminando con luce diffusa le cellule raccolte dalle guance dei pazienti.

In un nuovo studio clinico, la tecnica di analisi denominata microscopia a onde spettroscopiche parziali (PWS) è stata in grado di differenziare le persone con cancro del polmone dalle altre, anche se i pazienti non malati erano stati fumatori a vita e alcuni soffrivano di malattie ostruttive croniche (BPCO).

I risultati – pubblicati da un team di ingegneri e medici provenienti dalle Northshore University Health System, Northwestern University e New York University – verranno pubblicati il 15 ottobre nell’ultimo numero della rivista Cancer Research.

“Questo studio è importante perché fornisce la prova del concetto che una tecnica mini invasiva può portare a importanti risultati nella lotta al cancro al polmone, la principale causa di decessi per cancro negli americani (e non solo, ndr.)”, ha affermato medico e ricercatore di Hemant Roy Northshore dell’Università di Chicago, autore principale dello studio. “Questo rappresenta un importante passo in avanti nella traduzione delle innovazioni nel campo dell’ottica biomedica in screening personalizzati per il cancro ai polmoni.”

I risultati recenti sono un’estensione di diversi studi che coinvolgono con successo la tecnica di analisi di dispersione di luce, che si è dimostrata efficace nella diagnosi precoce del cancro al pancreas e al colon.

“I risultati hanno grandi prospettive di applicazione e questo fenomeno, chiamato ‘effetto di campo’, può essere applicato anche ad altri tipi di tumori epiteliari, che sono i tumori più comuni,” ha detto Leon Esterowitz, un esperto in biofotonica e direttore del programma all’NSF (Fondazione Nazionale per la Scienza) la  che ha a lungo finanziato la ricerca.

Gli esperimenti clinici e di laboratorio continuano, sia coinvolgendo l’attuale tecnica a dispersione di luce sia tecniche precedenti, e stanno rivelando un fatto sorprendente, ossia che le cellule sottoposte alla luce mostrano un cambiamento nel modo in cui riflettono la luce quando il cancro emerge in qualche parte del corpo (vedi foto in alto).

Ma cosa accade alle cellule del volto dei pazienti affette da tumore agli stadi iniziali? All’interno delle cellule colpite, comprese le cellule sane e lontane da quelle tumorali, le molecole nel nucleo e dello scheletro cellulare sembrano cambiare. Nella scala di circa 200 nanometri o meno, fino al livello delle molecole, la struttura di una cellula colpita diventa così distorta che diffonde la luce in un modo caratteristico ed eloquente.

La capacità del cancro di provocare cambiamenti nei tessuti sani lontani dalla massa tumorale viene chiamata “effetto di campo” o “campo di lesione”, ed è il meccanismo fisico che permette alle cellule della guancia di rivelare cambiamenti introdotti da un tumore al polmone in un paziente apparentemente in buona salute.

“Istologia e citologia microscopiche sono state i cardini della ricerca per rilevare alterazioni nella struttura delle cellule”, ha aggiunto Backman. “Tuttavia, la risoluzione della microscopia convenzionale è limitata. La nanocitologia basata sull’effetto PWS, d’altro canto, rileva le alterazioni su scala nanometrica in cellule che altrimenti avrebbero un aspetto normale”.

“Quello che è interessante è che le modifiche a livello nanometrico sembrano svilupparsi presto in tipi molto diversi di cancro tra cui al polmone, del colon e del pancreas”, ha continuato Backman. “Non solo questo suggerisce che la nanocitologia ha il potenziale per diventare una piattaforma generale per lo screening del cancro, ma anche che queste alterazioni nella nanoscala sono un evento onnipresente nella carcinogenesi precoce con conseguenze cruciali per la funzione delle cellule. Spiegare i meccanismi di queste alterazioni ci aiuterà a capire le fasi iniziali della cancerogenesi e a migliorare lo screening “.