I ricercatori dell’Università del Michigan hanno sviluppato e stanno testando un dispositivo che chiamano “l’epitome della medicina di precisione”.
Questo dispositivo rileva il cancro nel sangue circolante.
“Nessuno vuole fare una biopsia”, afferma il dott. Daniel Hayes, lo Stuart B. Padnos, professore di Breast Cancer Research presso l’Università del Michigan Rogel Cancer Center di Ann Arbor.
Le biopsie sono invasive e possono essere scomode. Ma al momento sono il metodo più accurato per determinare se una persona ha o meno un cancro.
Ma, secondo il dott. Hayes, “se potessimo ottenere abbastanza cellule tumorali dal sangue, potremmo usarle per conoscere la biologia del tumore e la cura diretta per i pazienti”.
Il dott. Hayes e il suo team hanno recentemente sviluppato un dispositivo indossabile in grado di “filtrare” il sangue circolante per le cellule tumorali. Se superano tutti i test, potrebbero sostituire biopsie liquide. Dove i professionisti del settore sanitario prelevano campioni di sangue o di urina da individui per individuare i marcatori di cancro.
I tumori del cancro rilasciano cellule nel sangue. Ciò significa che, almeno in teoria, prelevando un campione di sangue e analizzandolo, uno specialista dovrebbe essere in grado di rilevare la presenza di cancro.
Tuttavia, questo è più facile a dirsi che a farsi. Dal momento che, anche nelle persone che hanno tumori maligni, i campioni di sangue potrebbero non rivelare molto o nulla. Poiché le cellule tumorali che rilasciano i loro tumori nel sangue circolano rapidamente e potrebbero non apparire in un campione di sangue singolo.
Spinto da questa complicazione, il dott. Hayes e i suoi colleghi dell’Università del Michigan hanno escogitato un dispositivo in grado di eseguire tutto il lavoro di test della biopsia liquida, ma in realtà “scansionando” il flusso sanguigno per le cellule tumorali.
Le sfide nel raggiungere un design efficace
I ricercatori spiegano che la maggior parte delle cellule tumorali che finiscono nel sangue non sopravvivono a lungo. Quelle che sopravvivono possono finire in diverse parti del corpo e formare un nuovo tumore metastatico.
Per questo motivo, è importante rilevare la presenza del cancro il più presto possibile. Indirizzarlo con un trattamento adeguato, impedendogli di diffondersi e di fare ulteriori danni.
Quando hanno deciso di provare a sviluppare un dispositivo indossabile per lo screening delle cellule tumorali nel sangue, il dott. Hayes e colleghi hanno affrontato una serie di ostacoli che hanno dovuto eludere.
In primo luogo, il dispositivo ha una dimensione di 2 x 2,75 x 1 pollice. Ma deve adattarsi a tutta la tecnologia di analisi del sangue e analisi che di solito corrisponde a macchine alte come una scrivania. Quindi, hanno dovuto trovare il modo di rendere questo dispositivo indossabile efficace e sicuro.
“Le parti più impegnative erano l’integrazione di tutti i componenti in un singolo dispositivo. Quindi la garanzia che il sangue non si coaguli, che le cellule non intasassero il chip e che l’intero dispositivo fosse completamente sterile”, spiega il primo autore dello studio , Tae Hyun Kim, Ph.D.
Il team ha escogitato alcune soluzioni creative per tutti questi problemi. In primo luogo, hanno trovato un modo di miscelare il sangue che attraversa il dispositivo con un anticoagulante (agente coagulante anti-sangue) – eparina. Quindi, hanno escogitato un modo per assicurarsi che il dispositivo rimanesse sterile senza alterare gli anticorpi sul chip che aiutano a identificare le cellule tumorali.
Per quanto riguarda il chip che sta al centro di questo dispositivo. I ricercatori spiegano che utilizza l’ossido di grafene per creare un meccanismo di “filtraggio”. Dotato di anticorpi in grado di catturare oltre l’80% delle cellule tumorali presenti nel sangue.
“L’epitome della medicina di precisione”
Per testare questo dispositivo, i ricercatori hanno lavorato con cani sani iniettati con cellule tumorali umane. Il team rassicura che questo trattamento non ha effetti a lungo termine sugli animali il cui sistema immunitario si libera delle cellule estranee entro poche ore dall’iniezione.
Nel loro esperimento, i ricercatori hanno somministrato ai cani sedativi lievi. Durante le prime due ore successive alle iniezioni di cellule tumorali, e quindi hanno adattato i dispositivi di screening.
Inoltre, il team ha raccolto campioni di sangue da ciascun animale ogni 20 minuti e li ha analizzati separatamente per le cellule tumorali, utilizzando chip con lo stesso design di quelli inseriti nei dispositivi sperimentali.
I ricercatori dell’Università del Michigan hanno sviluppato e stanno testando un dispositivo che chiamano “l’epitome della medicina di precisione” che rileva il cancro nel sangue circolante.
“Nessuno vuole fare una biopsia”, afferma il dott. Daniel Hayes, lo Stuart B. Padnos, professore di Breast Cancer Research presso l’Università del Michigan Rogel Cancer Center di Ann Arbor.
Le biopsie sono invasive e possono essere scomode, ma al momento sono il metodo più accurato per determinare se una persona ha o meno un cancro.
Ma, secondo il dott. Hayes, “se potessimo ottenere abbastanza cellule tumorali dal sangue, potremmo usarle per conoscere la biologia del tumore e la cura diretta per i pazienti”.
Il dott. Hayes e il suo team hanno recentemente sviluppato un dispositivo indossabile in grado di “filtrare” il sangue circolante per le cellule tumorali che – se superano tutti i test – potrebbero sostituire biopsie liquide dove i professionisti del settore sanitario prelevano campioni di sangue o di urina da individui per individuare i marcatori di cancro.
I tumori del cancro rilasciano cellule nel sangue, il che significa che, almeno in teoria, prelevando un campione di sangue e analizzandolo, uno specialista dovrebbe essere in grado di rilevare la presenza di cancro.
Tuttavia, questo è più facile a dirsi che a farsi, dal momento che, anche nelle persone che hanno tumori maligni, i campioni di sangue potrebbero non rivelare molto o nulla, poiché le cellule tumorali che rilasciano i loro tumori nel sangue circolano rapidamente e potrebbero non apparire in un campione di sangue singolo.
Spinto da questa complicazione, il dott. Hayes e i suoi colleghi dell’Università del Michigan hanno escogitato un dispositivo in grado di eseguire tutto il lavoro di test della biopsia liquida, ma in realtà “scansionando” il flusso sanguigno per le cellule tumorali.
Le sfide nel raggiungere un design efficace
I ricercatori spiegano che sebbene la maggior parte delle cellule tumorali che finiscono nel sangue non sopravvivano a lungo, quelle che sopravvivono possono finire in diverse parti del corpo e formare un nuovo tumore metastatico.
Per questo motivo, è importante rilevare la presenza del cancro il più presto possibile e indirizzarlo con un trattamento adeguato, impedendogli di diffondersi e di fare ulteriori danni.
Quando hanno deciso di provare a sviluppare un dispositivo indossabile per lo screening delle cellule tumorali nel sangue, il dott. Hayes e colleghi hanno affrontato una serie di ostacoli che hanno dovuto eludere.
In primo luogo, il dispositivo ha una dimensione di 2 x 2,75 x 1 pollice, ma deve adattarsi a tutta la tecnologia di analisi del sangue e analisi che di solito corrisponde a macchine alte come una scrivania. Quindi, hanno dovuto trovare il modo di rendere questo dispositivo indossabile efficace e sicuro.
“Le parti più impegnative erano l’integrazione di tutti i componenti in un singolo dispositivo e quindi la garanzia che il sangue non si coaguli, che le cellule non intasassero il chip e che l’intero dispositivo fosse completamente sterile”, spiega il primo autore dello studio , Tae Hyun Kim, Ph.D.
Il team ha escogitato alcune soluzioni creative per tutti questi problemi. In primo luogo, hanno trovato un modo di miscelare il sangue che attraversa il dispositivo con un anticoagulante (agente coagulante anti-sangue) – eparina. Quindi, hanno escogitato un modo per assicurarsi che il dispositivo rimanesse sterile senza alterare gli anticorpi sul chip che aiutano a identificare le cellule tumorali.
Per quanto riguarda il chip che sta al centro di questo dispositivo, i ricercatori spiegano che utilizza l’ossido di grafene per creare un meccanismo di “filtraggio” dotato di anticorpi in grado di catturare oltre l’80% delle cellule tumorali presenti nel sangue.
“L’epitome della medicina di precisione”
Per testare questo dispositivo, i ricercatori hanno lavorato con cani sani iniettati con cellule tumorali umane. Il team rassicura che questo trattamento non ha effetti a lungo termine sugli animali il cui sistema immunitario si libera delle cellule estranee entro poche ore dall’iniezione.
Nel loro esperimento, i ricercatori hanno somministrato ai cani sedativi lievi, durante le prime due ore successive alle iniezioni di cellule tumorali, e quindi hanno adattato i dispositivi di screening.
Inoltre, il team ha raccolto campioni di sangue da ciascun animale ogni 20 minuti e li ha analizzati separatamente per le cellule tumorali, utilizzando chip con lo stesso design di quelli inseriti nei dispositivi sperimentali.
I ricercatori hanno scoperto che il dispositivo indossabile identificava e raccoglieva 3,5 volte più cellule tumorali per millilitro di sangue rispetto allo stesso chip durante la “scansione” di campioni di sangue in vitro.
“È la differenza tra avere una telecamera di sicurezza che cattura un’istantanea di una porta ogni cinque minuti o scatta un video: se un intruso entra tra le istantanee, non lo sapresti”, dice il coautore dello studio Sunitha Nagrath, Ph .D.
In studi futuri, i ricercatori mirano a perfezionare il dispositivo indossabile aumentando il tasso di elaborazione del sangue. Per testarlo ulteriormente, in un contesto più realistico, gli investigatori pianificano quindi di usarlo su cani che hanno già un cancro.
Mentre il nuovo dispositivo ha finora mostrato molte promesse, il dott. Hayes ritiene che ci sia ancora un po ‘di tempo prima che diventi disponibile per gli umani. Egli stima che la squadra potrebbe essere in grado di condurre studi clinici su umani
