La fotocamera per l'imaging della prostata cattura i dettagli molecolari per rilevare il cancro

Di Hanae Armitage Osservare da vicino la prostata è fondamentale per rilevare il cancro, ma il suo posizionamento piuttosto intimo (proprio di fronte al retto) rende difficile l'immagine. Ora, il professore e presidente di radiologia Sanjiv Sam Gambhir, MD, PhD, pensa ha una soluzione: una fotocamera ibrida di nuova concezione. Tradizionalmente, il cancro alla prostata viene rilevato tramite biomarcatori del sangue associati al cancro alla prostata, come l'antigene prostatico specifico (PSA).

I medici spesso usano anche gli ultrasuoni o la risonanza magnetica (MRI) per cercare cambiamenti fisici nel tessuto prostatico. Tecniche più recenti che sfruttano le scansioni della tomografia a emissione di positroni (PET) possono persino acquisire dettagli molecolari, ma queste tattiche sono relativamente più costose e utilizzano radiazioni, ha affermato Gambhir. Ma il problema è che il cancro all'interno della prostata abbastanza spesso non porta ad alcun cambiamento anatomico fino a quando non abbastanza grande o si è diffuso oltre la capsula della prostata nei linfonodi circostanti, ha detto Gambhir.

Quindi per decenni abbiamo cercato modi per analizzare e visualizzare la prostata con maggiore dettaglio per rilevare i cambiamenti in anticipo, in modo sicuro e a costi relativamente bassi. La nuova tecnologia Gambhirs, soprannominata l'ecografia transrettale e il dispositivo fotoacustico, o TRUSPA, sposa gli ultrasuoni e la fotoacustica tecniche di imaging per produrre simultaneamente un'immagine che mostra l'anatomia della prostata, dettagli funzionali sulla ghiandola e informazioni molecolari che possono aiutare a segnalare il tessuto canceroso. In uno studio di prova di principio, Gambhir e un team di scienziati in tutta Stanford, tra cui biologi, ingegneri e medici, hanno dimostrato il valore dello strumento in circa 20 pazienti.

Un documento che descrive la tecnologia e i risultati pubblicati su Science Translational Medicine. Gambhir è l'autore senior dello studio e Sri-Rajasekhar Kothapalli, PhD, è l'autore principale. Poiché gli ultrasuoni sono già ampiamente utilizzati dagli urologi e in generale nell'imaging umano, Gambhir ha deciso di iniziare con questo come fondamento di TRUSPA.

In genere, se un biomarcatore come il PSA è elevato nel sangue di un paziente, i medici si rivolgono a una combinazione di ultrasuoni e biopsia, durante la quale utilizzano un ago per prelevare circa 20 campioni da diverse regioni della prostata. La tecnica è radicata in una teoria poke-and-hope, come in, si spera che tu stia campionando la parte della prostata che contiene il tessuto canceroso. Ma non è garantito.

TRUSPA adotta un approccio diverso, che incorpora un agente di imaging che le cellule tumorali assorbono prontamente più del tessuto normale. Quindi, attraverso l'imaging molecolare fotoacustico (che monitora l'assorbimento delle onde luminose per aiutare a caratterizzare il tipo di tessuto) i medici possono vedere dove si trovano le cellule tumorali nella prostata. La presenza dell'agente di imaging nel tessuto tumorale cambia il modo in cui la luce viene assorbita e le onde ultrasoniche vengono inviate al dispositivo, trasformandolo in una sorta di bandiera per il tessuto canceroso.

Abbiamo optato per un agente di imaging che non era specifico per il cancro alla prostata, ma piuttosto per i tessuti cancerosi per la nostra prova di principio, ha affermato Gambhir. Quell'agente di imaging era già approvato dalla FDA, il che lo rende un facile punto di partenza. Ma l'idea per andare avanti è aumentare la precisione usando un agente di imaging molecolare fotoacustico molecolarmente mirato che si lega in modo specifico alle cellule tumorali della prostata.

Nello studio pilota, gli scienziati hanno utilizzato il dispositivo in 20 persone a cui era stato diagnosticato un cancro alla prostata, cercando di vedere se il loro dispositivo potesse rilevare allo stesso modo la malattia. Non solo siamo stati in grado di comprendere meglio i limiti dell'imaging TRUSPA nei pazienti, ma probabilmente abbiamo anche visto tumori che altrimenti sarebbero stati invisibili all'ecografia prostatica convenzionale, ha affermato Gambhir. In un paziente, sono stati persino in grado di distinguere tra maligni e non tessuto tumorale maligno, che è stato successivamente confermato da ulteriori analisi molecolari quando la prostata malata è stata rimossa dal paziente.

Gambhir avverte che si tratta ancora di un progetto pilota e che il team deve testare molto di più il sistema di imaging prima di concludere che TRUSPA può fare ampiamente questo tipo di differenziazioni. Ma è un inizio promettente, ha detto. Con la chiara evidenza che il concetto e la tecnologia possono essere fatti funzionare negli esseri umani, ora Gambhir e il suo team stanno continuando a migliorare il dispositivo, la sua risoluzione spaziale, gli agenti di imaging fotoacustico molecolare specifici per il cancro alla prostata e altro ancora per migliorare l'accuratezza e la sensibilità di rilevamento del tumore.

Ora stavamo iniziando a esplorare TRUSPA per rilevare il cancro alle ovaie, il cancro alla tiroide e anche il cancro della pelle, ha affermato Gambhir. Butrus (Pierre) Khuri-Yakub, PhD, professore di ingegneria elettrica a Stanford, Geoffrey Sonn, MD, assistente professore di urologia, Joseph Liao , MD, professore associato di urologia e James Brooks, MD, professore di urologia, hanno contribuito al progetto. Foto per gentile concessione di Sri-Rajasekhar KothapalliPubblicato originariamente il 28 agosto, 2019