Monitorare il tumore quando e dove vuoi

Nel giro di una decina di anni, i medici potrebbero essere in grado di monitorare la risposta dei propri pazienti alle terapie in modo pratico e accessibile, con strumenti che ricordano quelli con cui oggi i diabetici misurano la glicemia. In un nuovo studio sostenuto da AIRC, alcuni ricercatori muovono alcuni importanti passi in questa direzione.

“Insieme a uno smartwatch, una piattaforma diagnostica portatile comoda e pratica potrebbe permettere al medico o al personale sanitario di monitorare l’andamento delle terapie dei pazienti, con dati che possono apparire sul telefono in tempo reale.” È il futuro che immagina Stefano Cinti, ricercatore dell’Università di Napoli Federico II. Perché diventi realtà, con il suo gruppo di ricerca ha creato un sensore elettrochimico che, in esperimenti di laboratorio, rileva come estratti cellulari di tumore al seno e alla prostata rispondono ai trattamenti. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Small grazie al sostegno di AIRC.

“Per sviluppare il biosensore abbiamo preso spunto dagli ‘elettrodi stampati’ per il diabete, che con una sola goccia di sangue indicano in modo rapido e semplice i livelli di glicemia” spiega Stefano Cinti. In questo caso a essere rilevati sono però i livelli di specie reattive dell’ossigeno. Si tratta di molecole che, nelle cellule con un metabolismo alterato, come quelle tumorali, possono essere prodotte in eccesso promuovendo l’infiammazione e la crescita neoplastica. I ricercatori hanno scelto il perossido di idrogeno come modello di studio di specie reattiva dell’ossigeno per comprendere la risposta delle cellule tumorali al TGFβ, un fattore che può promuovere o inibire la progressione tumorale a seconda dello stadio della malattia. Se validata clinicamente, questa molecola potrebbe essere quindi usata come marcatore indiretto capace di segnalare la ripresa di crescita tumorale.

Stefano racconta che “il sistema è formato da striscetta, rilevatore e telefono”. La striscetta è molto simile agli elettrodi stampati che usano i diabetici: è un supporto plastico modificato con un nano-composito formato da MXene e Co₄O₃, che è in grado di riconoscere in modo specifico il perossido di idrogeno. Quando i campioni vengono messi a contatto con questa striscetta, il rilevatore, un normale potenziostato, applica energia sotto forma di differenza di potenziale sulla sua superficie e riceve un segnale sotto forma di corrente elettrica. Tale segnale diventa subito osservabile sul telefono collegato. “Dall’intensità del segnale si calcola la quantità di acqua ossigenata nel campione: più è alto il segnale, più è presente la molecola” spiega Stefano.

Questo sistema è stato progettato per essere molto flessibile: oltre che con estratti cellulari, può funzionare con sangue e urina, molto più semplici da ottenere, e può essere utilizzato per identificare diversi tipi di molecole. “Tra qualche anno le striscette potrebbero essere già pronte per rilevare specifiche molecole, attraverso un comune potenziostato e un telefono.” Stefano è fiducioso che “dal medico di base o persino a casa propria, con una goccia di sangue i pazienti potrebbero capire sul momento se il trattamento sta funzionando. Questa informazione arriverebbe anche al medico, che potrebbe decidere se modificare la terapia”. Al momento il sistema è soltanto un prototipo, che va validato in ulteriori studi in cellule in coltura e animali di laboratorio prima di poter essere valutato in studi clinici con i pazienti. Anche la tecnologia andrà affinata perché il rilevatore oggi costa circa 700 euro e inoltre recuperare striscette funzionalizzate con MXene e Co₄O₃ non è ancora pensabile su larga scala. “Nel giro di una decina d’anni però i costi si potrebbero abbattere, rendendo il monitoraggio delle terapie più pratico e accessibile. Proprio come è successo per il diabete: i rilevatori sono gratuiti e le striscette acquistabili a basso costo”.

Il gruppo di ricerca spera di utilizzare in futuro questo approccio per diagnosticare il tumore al seno triplo negativo. “Non bisogna però mai sottovalutare l’eterogeneità e la complessità del cancro, che rendono difficile formulare previsioni affidabili” ricorda Stefano. “Servono però ancora solidi studi molecolari e clinici per identificare altri marcatori associati all’andamento delle terapie e all’insorgenza del cancro”. Insieme al progresso della ricerca scientifica, bisognerà anche comprendere come gestire l’immensa mole di dati che possono provenire da questi dispositivi. E anche questa fase potrebbe richiedere diverso tempo.