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Rivoluzionario test diagnostico rileva il cancro dalle urine: “vede” anche le metastasi

Scienziati americani hanno sviluppato un test diagnostico sperimentale in grado di rilevare il cancro dalle urine. È basato su nanoparticelle e interagisce con gli enzimi espressi dai tumori.
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A cura di Andrea Centini
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Ricercatori americani hanno messo a punto un rivoluzionario test diagnostico sperimentale in grado di rilevare il cancro dalle urine. Può essere così sensibile da discernere fra vari tipi di tumori e capire anche l'eventuale presenza di metastasi. La tecnologia, basata su nanoparticelle rivestite da peptidi (frammenti di molecole), è ancora in fase embrionale e al momento è stata testata solo su modelli murini, tuttavia è così promettente che in futuro potrebbe portare a kit fai da te non solo in grado di rilevare la malattia, ma anche la sua progressione. Com'è noto prima viene diagnosticato il cancro e maggiori sono le possibilità di guarigione; grazie a questi kit si potrebbero fare screening casalinghi a intervalli regolari e consultare immediatamente un medico nel caso venissero rilevati i biomarcatori, che potrebbero manifestarsi prima della comparsa dei sintomi. Una strategia simile potrebbe migliorare enormemente i tassi di guarigione e permettere la diagnosi precoce anche laddove non sono disponibili i costosi macchinari normalmente utilizzati negli esami diagnostici tradizionali.

A mettere a punto l'innovativo test diagnostico che rileva il cancro dalle urine è stato un team di ricerca statunitense guidato da scienziati dell'autorevole Koch Institute for Integrative Cancer Research del Massachusetts Institute of Technology (meglio conosciuto con l'acronimo di MIT), che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi dell'Institute for Medical Engineering and Science e del Broad Institute of Massachusetts Institute of Technology and Harvard. I ricercatori, coordinati dai professori Sangeeta N. Bhatia e Liangliang Hao (quest'ultimo oggi docente presso l'Università di Boston), hanno sviluppato il test diagnostico utilizzando nanoparticelle in grado di intercettare le proteine legate al cancro, nello specifico enzimi chiamati proteasi, che supportano la diffusione delle cellule tumorali tagliando la matrice extracellulare.

In parole semplici, queste particelle sono rivestite da peptidi che interagiscono gli enzimi del cancro; quando li incontrano nell'organismo vengono scissi dalle proteasi e rilasciano nel flusso sanguigno sequenze di DNA che vengono successivamente espulse con le urine. Queste sequenze possono essere lette come veri e propri condici a barre che identificano il tipo di tumore e le sue caratteristiche. La loro presenza nelle urine può essere rilevata facendo assorbire un piccolo campione su una striscia di carta, in modo non dissimile dai test rapidi per rilevare il coronavirus SARS-CoV-2, il patogeno responsabile della COVID-19. In futuro, come indicato, potrebbero essere distribuiti kit rapidi da fare a casa per screening di massa e rilevare precocemente i tumori, aumentando sensibilmente le opzioni di trattamento e le probabilità di sopravvivenza.

Illustrazione sul funzionamento del test basato su nanoparticelle. Credit: MIT
Illustrazione sul funzionamento del test basato su nanoparticelle. Credit: MIT

Le sequenze di DNA rilasciate in circolo, che possono essere lette con la tecnologia CRISPR, sono protette attraverso una modifica chimica chiamata fosforotioato, che impedisce la scomposizione nel flusso sanguigno e dunque la possibilità di essere escrete con le urine e rilevate dal test. Negli esperimenti condotti sui topi sono state utilizzate nanoparticelle polimeriche – già approvate dalla Food and Drud Administration (FDA) – e sperimentali basate su frammenti di anticorpi. Nei roditori, cui le nanoparticelle sono state somministrate con un'iniezione, è stato dimostrato che al momento è possibile rilevare l'attività di un pannello di cinque enzimi espressi dai tumori, ma perfezionando la tecnologia si può arrivare ad almeno 46, aumentando la sensibilità e la specificità del test. Con cinque è stato comunque già possibile determinare se un cancro ai polmoni nei topi è stato originato direttamente in loco o se derivava da metastasi da un cancro al colon retto.

“Il nostro obiettivo qui è creare firme di malattie e verificare se possiamo utilizzare questi pannelli con codici a barre non solo per leggere una malattia, ma anche per classificare una malattia o distinguere diversi tipi di cancro”, ha dichiarato in un comunicato stampa il professor Liangliang Hao. La tecnologia può essere modificata anche per valutare altri tipi di patologie, non solo quelle oncologiche. A febbraio gli scienziati del Korea Institute of Materials Science (KIMS) avevano presentato un altro dispositivo – un sensore di scattering di Ramanin grado di rilevare il cancro nelle urine, mentre i colleghi dell'Università di Stanford erano stati in grado di identificare il cancro alla vescica sempre dall'analisi delle urine. I dettagli della nuova ricerca “CRISPR-Cas-amplified urinary biomarkers for multiplexed and portable cancer diagnostics” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica specializzata Nature Nanotechnology.

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