Adenocarcinoma duttale pancreatico-immagine: ricercatori dell’UIC stanno utilizzando la microfluidica per progredire nel trattamento dell’adenocarcinoma duttale pancreatico. Crediti: (Foto: Sana Sheybanikashani)
Incastonato tra lo stomaco e la colonna vertebrale, il pancreas supervisiona sia la digestione che la glicemia nel corpo. È anche la sede di un tumore aggressivo chiamato adenocarcinoma duttale pancreatico o PDAC.
l PDAC è il tipo più comune di cancro al pancreas, la terza causa di morte per cancro negli Stati Uniti. È difficile da individuare e si ripresenta circa il 70% delle volte dopo il trattamento. Solo il 13% dei pazienti diagnosticati sopravvive più di cinque anni.
Un team di chirurghi, anestesisti e ingegneri dell’Università dell’Illinois a Chicago sta studiando come la lidocaina, un comune anestetico locale, influenzi le cellule tumorali del pancreas rilasciate nel flusso sanguigno durante l’intervento chirurgico. Il loro ultimo progresso valuta un metodo per catturare queste cellule “anomale” ed è pubblicato sulla rivista Lab on a Chip.
“Mi aspetto davvero che i risultati di questo studio potessero aiutare i nostri pazienti“, ha affermato la Dott.ssa Gina Votta-Velis, docente di anestesiologia presso la Facoltà di Medicina dell’UIC e ricercatrice principale. “L’idea che la lidocaina, utilizzata per alleviare il dolore da oltre 65 anni, possa attenuare le metastasi e influenzare positivamente i risultati clinici dei pazienti, è altamente innovativa”.
Come si diffondono le cellule tumorali circolanti
Le cellule tumorali circolanti sono cellule cancerose che si staccano dal tumore, spesso durante un intervento chirurgico di rimozione del tumore e si riversano nel flusso sanguigno. I pazienti con cellule tumorali circolanti più aggressive nel sangue hanno prognosi più sfavorevoli e tassi di recidiva più elevati.
Votta-Velis ha affermato che i pazienti devono riprendersi dall’intervento chirurgico prima di iniziare la chemioterapia. In questo intervallo di tempo, le cellule tumorali circolanti, o CTC, possono diffondersi in tutto il corpo e generare nuovi tumori. Tuttavia, studi preliminari in vitro hanno dimostrato che la lidocaina può impedire alle cellule di fuoriuscire dal flusso sanguigno, intrappolandole invece e consentendo loro di essere eliminate naturalmente dal nostro sistema immunitario.
“Le CTC sono i semi delle metastasi”, ha affermato. “Se riuscissimo a individuarle e a ridurne l’aggressività con l’infusione di lidocaina, potremmo ridurre il rischio di metastasi”.
Metodi innovativi per isolare le cellule tumorali
Poiché le cellule tumorali circolanti sono rare, isolarle potrebbe significare estrarne da 30 a 40 tra i miliardi presenti nel nostro flusso sanguigno, proprio come estrarre un ago da un pagliaio. Ecco perché Votta-Velis ha collaborato con Ian Papautsky, collega dell’University of Illinois Cancer Center, nonché Professore di Ingegneria Biomedica presso la Facoltà di Ingegneria dell’UIC Richard and Loan Hill. Votta-Velis è specializzato in microfluidica: come piccole quantità di fluidi, come il sangue, scorrono attraverso canali minuscoli.
Il suo contributo al progetto è un piccolo dispositivo microfluidico, realizzato in vetro e plastica, lungo appena un paio di centimetri e dotato di canali appena più larghi di un capello. Il dispositivo isola le cellule tumorali dal campione di sangue di un paziente in base alle loro dimensioni, un processo noto come biopsia liquida.
“Le CTC sono in genere più grandi dei globuli bianchi che a loro volta sono più grandi dei globuli rossi. Le cellule tumorali tendono anche a essere più morbide e plasmabili”, ha affermato Papautsky. “Quando inseriamo il sangue in questo dispositivo, possiamo filtrare le CTC senza modificarle o danneggiarle“.
Confronto tra strumenti di rilevamento nuovi ed esistenti
Nel 2019, il team di Papautsky ha dimostrato che questo metodo individua le cellule tumorali con una precisione del 93%. Questa volta, i ricercatori hanno confrontato il metodo di Papautsky con uno strumento disponibile in commercio chiamato EasySep, che separa le cellule magneticamente. Papautsky ha affermato che la separazione magnetica può essere brusca e a volte distruggere le cellule che sta cercando di catturare.
I ricercatori hanno testato entrambi i sistemi, EasySep e il loro metodo originale, con campioni di sangue di pazienti affetti da tumore al pancreas. Hanno scoperto che il metodo di Papautsky ha recuperato otto volte più cellule tumorali e ha processato i campioni di sangue più velocemente, in soli 20 minuti.
“Il successo del metodo è molto importante per i tumori asintomatici come il cancro al pancreas, per i quali un prelievo di sangue potrebbe essere l’unico modo per una diagnosi precoce”, ha affermato Papautsky.
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Implicazioni per il futuro trattamento del cancro
Il Dott. Pier Giulianotti, co-ricercatore e Primario di chirurgia generale, mininvasiva e robotica presso la Facoltà di Medicina, ha affermato che questa scoperta apre le porte alla prossima generazione di trattamenti medici personalizzati.
“La scienza si basa su piccoli passi”, ha affermato Giulianotti, esperto di fama mondiale nel trattamento chirurgico delle neoplasie maligne del cancro epatobiliare e pancreatico.
“E questo è un ottimo passo avanti. La maggior parte dei tumori maligni negli esseri umani si diffonde attraverso il flusso sanguigno. Capire come le cellule tumorali vengono rilasciate nel flusso sanguigno ed essere in grado di controllare questo processo è molto, molto importante“.
Altri ricercatori dell’UIC includono Celine Macaraniag, Ifra Khan, Alexandra Barabanova, Valentina Valle e Alain Borgeat. Jian Zhou del Rush University Medical Center è coautore.
Fonte: Lab on a Chip