(Glioblastoma- Immagine: concetto di come la modellazione matematica può essere utilizzata nello sviluppo e nella distribuzione di biomarcatori per la diagnosi di tumori cerebrali. Questa figura riassume il ruolo che la modellazione matematica potrebbe svolgere nello sviluppo e nell’implementazione della biopsia liquida a base di sangue. Credito: Dott.ssa Johanna Blee, Università di Bristol).
La ricerca dell’Università di Bristol potrebbe portare a una migliore individuazione del tipo più comune di cancro al cervello maligno, il glioblastoma. Attualmente, i tumori cerebrali vengono diagnosticati e valutati mediante scansioni (ad es. risonanza magnetica (MRI) e tomografia computerizzata (TC)), istologia e profilazione molecolare. Una biopsia liquida a base di sangue potrebbe fornire un modo economico, semplice e minimamente invasivo per diagnosticare i tumori cerebrali e monitorare le recidive.
I tumori al cervello sono il più grande killer per le persone sotto i 40 anni e riducono l’aspettativa di vita più di qualsiasi altro cancro. Le biopsie liquide a base di sangue possono aiutare la diagnosi precoce, la previsione e la prognosi dei tumori cerebrali. Non è chiaro tuttavia, se i biomarcatori ematici noti, come la proteina acida fibrillare gliale (GFAP), abbiano la sensibilità e la selettività richieste. I ricdercatori hanno sviluppato un nuovo modello in silico che può essere utilizzato per valutare e confrontare biopsie liquide a base di sangue. Si sono concentrati su GFAP, un presunto biomarcatore per tumori astrocitici e glioblastoma multiforme (GBM).
Lo sviluppo di un semplice esame del sangue per i glioblastomi (GBM) potrebbe significare una diagnosi precoce e opzioni di trattamento più efficaci e personalizzate.
La ricerca guidata dalla Università di Bristol, pubblicata sul Journal of the Royal Society Interface, ha comportato lo sviluppo di modelli matematici per valutare l’uso attuale dei biomarcatori nel rilevamento del glioblastoma e come tali strategie basate sui biomarcatori possono essere migliorate.
Questa ricerca fa parte di un più ampio progetto CRUK guidato dall’Università di Bristol per sviluppare un esame del sangue presso il punto di cura a prezzi accessibili per diagnosticare i tumori cerebrali. Questo progetto interdisciplinare combina la scoperta di biomarcatori, lo sviluppo di nanoparticelle fluorescenti e nuove tecniche di test con la modellazione computazionale.
In questo recente studio sono stati sviluppati modelli matematici abbinati a dati sperimentali. I ricercatori hanno scoperto che la riduzione dei livelli del biomarcatore proteina acida fibrillare gliale (GFAP) potrebbe portare a un rilevamento precoce del glioblastoma. Il team ha anche utilizzato la modellazione computazionale per esplorare l’impatto delle caratteristiche del tumore e delle differenze dei pazienti sul rilevamento e sulle strategie per il miglioramento.
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La Dott.ssa Johanna Blee, autrice principale e ricercatrice associata presso il Dipartimento di ingegneria matematica dell’Università di Bristol, ha affermato: “I nostri risultati forniscono la base per ulteriori dati clinici sull’impatto dell’abbassamento dell’attuale soglia di rilevamento per il biomarcatore noto, GFAP, per consentire rilevamento precoce del glioblastoma mediante esami del sangue. Con ulteriori dati sperimentali, potrebbe anche essere possibile quantificare l’eterogeneità del tumore e dei pazienti. Abbiamo anche dimostrato come i nostri modelli possono essere combinati con altri strumenti diagnostici come le scansioni per migliorare la comprensione clinica al fine di sviluppare trattamenti personalizzati e più efficaci.
Figura 5. Immagini rappresentative per un paziente con recidiva remota di GBM nell’emisfero controlaterale. Immagini post-gadolinio pesate in T1 ( a , b ) e immagini pesate in T2 ( c , d ). ( a ) Imaging diagnostico preoperatorio che dimostra un miglioramento del bordo frontale sinistro con un volume significativo di iperintensità T2 circostante. ( b ) Studio di base di tre mesi dopo la resezione, post-adiuvante chemioradioterapia (60 Gy in 30 frazioni con temozolomide concomitante).
“Questi modelli matematici potrebbero essere utilizzati per esaminare e confrontare nuovi biomarcatori e test per i tumori cerebrali man mano che emergono. Speriamo che questa ricerca alla fine aiuterà lo sviluppo di un semplice esame del sangue per i tumori cerebrali, consentendo diagnosi precoci e più dettagliate”.
