Il test non invasivo offre una diagnosi rapida del cancro della pelle

Nuova tecnica di imaging in grado di rilevare tumori della pelle senza biopsia invasiva

I ricercatori finanziati dal National Institute of Biomedical Imaging and Bioingegneria hanno sviluppato una tecnica di imaging non invasiva che rileva con precisione il cancro della pelle senza biopsia chirurgica. La microscopia multifotonica dei mitocondri – piccoli organelli che producono energia nelle cellule-ha identificato con precisione melanomi e carcinomi a cellule basali rilevando gruppi anormali di mitocondri in entrambi i tipi di cancro della pelle.

Il cancro della pelle è il tipo più comune di cancro negli Stati Uniti e la maggior parte dei tipi di cancro della pelle sono altamente curabili, specialmente se rilevati precocemente. ” La tecnologia sviluppata qui ha il potenziale per rendere la rilevazione dei tumori della pelle estremamente rapida e fattibile in fasi molto precoci”, afferma Behrouz Shabestari, Ph. D., direttore del programma NIBIB in imaging ottico e spettroscopia. “Piuttosto che prendere un campione di biopsia che deve essere elaborato e poi esaminato al microscopio da un patologo, questo sistema comporta semplicemente guardando attraverso il microscopio la pelle del paziente e determinare se è cancerosa o meno, in pochi minuti.”

Un gruppo di collaboratori internazionali guidati dalla co-autrice senior Irene Georgakoudi, Ph. D., nel Dipartimento di Ingegneria biomedica presso Tufts, ha scoperto che i mitocondri si comportano in modo molto diverso nel tessuto sano rispetto a quello canceroso. Hanno usato una tecnica di microscopia laser che sfrutta le caratteristiche di una molecola chiave nei mitocondri, nicotinamide adenina dinucleotide (NADH), che è centrale per la produzione di energia. Hanno scoperto che il NADH, che fluora naturalmente senza iniettare alcun colorante o agente di contrasto negli individui sottoposti a screening, può essere rilevato utilizzando la microscopia multifotonica per fornire informazioni diagnosticamente utili sull’organizzazione dei mitocondri nelle cellule della pelle.

“Il sistema ci consente di ottenere immagini ad altissima risoluzione di singole cellule senza dover tagliare fisicamente il tessuto”, ha spiegato Georgakoudi. “Con questa tecnica, abbiamo scoperto che nelle cellule normali i mitocondri si diffondono in tutta la cellula in un modello simile a una ragnatela. Al contrario, le cellule della pelle cancerose mostrano un modello molto diverso con i mitocondri trovati in ciuffi o cluster tipicamente al centro della cellula lungo il bordo del nucleo.”

In questo studio la tecnica è stata testata in 10 pazienti con cancro della pelle (melanoma o carcinoma basale) e quattro che non avevano il cancro della pelle. I risultati della tecnica di imaging sono stati confrontati con i risultati della biopsia tradizionale ottenuti da ciascun paziente. I risultati hanno dimostrato che la tecnica di imaging ha identificato correttamente il cancro della pelle in tutti i pazienti oncologici 10 e non ha fatto false diagnosi nei quattro individui senza cancro della pelle.

Georgakoudi stima che questo test può essere utilizzato di routine in studio del medico, entro i cinque anni, anche se il $100,000 prezzo per il laser utilizzato in questo microscopio potrebbe limitare le strutture mediche che sarebbe in grado di fare un tale investimento. ” Laser meno costosi sono all’orizzonte”, conclude Georgakoudi. “Tuttavia, questo approccio consentirebbe a un medico di fare una diagnosi rapida e iniziare immediatamente il trattamento, il che potrebbe in ultima analisi ridurre i costi sanitari associati a questi tumori molto comuni.”

I ricercatori del Dipartimento di Ingegneria biomedica, Tufts University, il programma Laser Microbeam e il Dipartimento di Dermatologia dell’Università della California Irvine, il Dipartimento di Ingegneria biomedica dell’Università dell’Arkansas e il Dipartimento di Medicina preventiva di Malaga, in Spagna, hanno riportato i loro risultati nel numero di novembre 2016 di Science Translational Medicine.1

Questa ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health attraverso grant # P41EB015890 dall’Istituto Nazionale di imaging biomedico e bioingegneria. Ulteriori finanziamenti sono stati forniti dall’American Cancer Society, dalla Alexander S. Onassis Public Benefit Foundation e dalla Arnold and Mabel Beckman Foundation.

1. L’imaging della dinamica mitocondriale nella pelle umana rivela ipossia dipendente dalla profondità e potenziale maligno per la diagnosi. Pouli D, Balu M, Alonzo CA, Liu Z, Quinn KP, Rius-Diaz F, Harris RM, Kelly KM, Tromberg BJ, Georgakoudi I. Sci Transl Med. 2016 Novembre