Piccoli sensori ottici integrati in modelli tridimensionali di tumore per misurare, cellula per cellula e in tempo reale, la risposta alla chemioterapia. È la piattaforma sperimentata da un gruppo di ricerca formato da Cnr-Nanotec di Lecce, Tecnomed Puglia, Università del Salento e Asl Lecce.
Lo studio, pubblicato sulla rivista internazionale Small, apre una prospettiva nella medicina di precisione applicata al tumore del pancreas, tra le neoplasie più difficili da trattare e con risposte ai farmaci molto variabili da paziente a paziente.
Tumori in miniatura e sensori ottici
La ricerca ha preso in esame campioni di tessuto tumorale provenienti da cinque pazienti operati per tumore del pancreas. I tessuti sono stati dissociati in singole cellule e inseriti in minuscole sfere di gel tridimensionali, le cosiddette tumorsfere, sviluppate dal team insieme a sensori ottici capaci di rilevare le variazioni di acidità nello spazio intorno alle cellule.
Il sistema consente di osservare la risposta ai farmaci senza ulteriori prelievi, monitorando in laboratorio le reazioni del tumore del singolo paziente.
I farmaci analizzati
“Le tumorsfere sono state quindi esposte a tre farmaci utilizzati nel trattamento del tumore del pancreas: il protocollo FOLFIRINOX e i principi attivi Gemcitabina e Paclitaxel”, spiega Loretta L. del Mercato, Dirigente di Ricerca di Cnr-Nanotec e di Tecnomed Puglia. “Le variazioni di acidità misurate durante il trattamento sono risultate differenti, in funzione sia del paziente sia del farmaco, e sono state associate alla risposta delle cellule tumorali al trattamento, fornendo un’indicazione precoce della risposta ai farmaci”.
La piattaforma integra sensing e imaging avanzato con tessuti complessi prelevati direttamente dai pazienti, per verificare l’effetto della terapia su ciascun modello tumorale.
“Minuscoli sensori ottici, osservati al microscopio in tempo reale, ci permettono di misurare cellula per cellula come il tumore di ciascun paziente, riprodotto in modelli 3D in vitro, reagisce a un farmaco in laboratorio, avvicinando la ricerca alle esigenze specifiche di ogni singolo malato”, prosegue Del Mercato.
I primi risultati
Le previsioni ottenute in laboratorio attraverso le tumorsfere sono risultate coerenti con l’andamento clinico reale in quattro pazienti su cinque.
“Nella pratica clinica scopriamo se una terapia funziona solo dopo settimane o mesi. In questo studio le previsioni ottenute in laboratorio dalle tumorsfere sono risultate coerenti con l’andamento clinico reale in quattro pazienti su cinque, un primo segnale incoraggiante verso terapie più personalizzate”, precisa Marcello G. Spampinato, Direttore del Dipartimento di Chirurgia generale e Specialistiche della ASL Lecce.
Il prossimo obiettivo
La sperimentazione è stata condotta su un campione preclinico ristretto e dovrà essere validata su un numero più ampio di pazienti prima di poter diventare uno strumento di supporto alle decisioni terapeutiche.
“Questo risultato nasce dalla stretta collaborazione tra ricerca traslazionale di base e clinica resa possibile da Tecnomed Puglia, il centro congiunto Cnr-Università del Salento per la medicina di precisione, insieme all’Asl di Lecce. Il prossimo obiettivo è validare la piattaforma su un numero più ampio di pazienti, per capire se potrà diventare in futuro uno strumento concreto di supporto alle decisioni terapeutiche nei tumori più difficili da trattare”, conclude Giuseppe Gigli, Direttore Scientifico di Tecnomed Puglia.
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