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Cancro, un chip che cattura le metastasi

La tecnologia, in corso di sperimentazione negli Stati Uniti, potrebbe contribuire ad aumentare la conoscenza sui meccanismi che permettono la diffusione dei tumori

Un piccolo “chip”, una minuscola piastra, in grado di catturare le cellule tumorali diffuse nel sangue potrebbe rivelarsi fondamentale per comprendere meglio il meccanismo di diffusione delle metastasi. La notizia arriva dagli Stati Uniti dove il National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering ha finanziato una ricerca su questo tema che è stata portata avanti da un team della Harvard-Mit Division of Health Sciences and Technology. La diffusione per via ematica delle cellule tumorali potrebbe infatti essere uno dei metodi utilizzati dal cancro per colonizzare distretti corporei diversi da quello dove la malattia ha preso origine. Tuttavia poco si conosce sulla biologia del fenomeno.

Le cellule tumorali circolanti nel sangue sono estremamente rare. Possono essere infatti rintracciate nel rapporto di uno a un miliardo. Ancora più rari sono gli aggregati di più cellule tumorali. Sebbene questi ultimi siano conosciuti da più di 50 anni, la loro reale concentrazione nel sangue e il loro effettivo ruolo nella generazione delle metastasi non è stato approfondito. Una mancanza di conoscenza che deriva proprio dalla loro rarità e sfuggevolezza.

Novità potrebbero ora giungere dalla messa a punto, da parte dei ricercatori del Massachusetts General Hospital di Harward guidati da Mehmet Toner, di un chip in grado di catturare selettivamente questi “grappoli” di cellule. Insieme ai suoi collaboratori Toner ha filtrato il sangue di 60 pazienti portatori di metastasi da cancro al seno o alla prostata oppure partiti da un melanoma. I ricercatori hanno potuto verificare la presenza di grappoli (cluster) composti da un numero di cellule variabile tra due e 19 nel 30-40 per cento dei pazienti.

I chip sono stati progettati per poter lavorare su campioni di sangue non processati. Il loro funzionamento si basa infatti solo sulla forma, triangolare, dei percorsi all’interno del quale vengono fatti scorrere. Il design ha permesso di lasciar filtrare le singole cellule, come globuli bianchi e rossi ma ha anche dimostrato di essere in grado di trattenere con buona efficacia i grappoli di cellule tumorali. L’esperimento, condotto in laboratorio, ha previsto una prima fase durante la quale le cellule tumorali sono state identificate e marcate con un colorante fluorescente in modo da poter essere rintracciate in seguito.

Sottoposti a un flusso di 2,5 ml/ora, i chip hanno catturato il 99 per cento dei cluster composti da quattro o più cellule, il 70 per cento di quelli composti da tre cellule e il 41 per cento dei cluster da due cellule. “Le prime teorie sullo sviluppo delle metastasi”, ha spiegato Toner in un comunicato stampa, “erano basate proprio sul distacco di cellule dalla massa tumorale iniziale. Vista, tuttavia, la rarità dei ‘grappoli’, questa area di ricerca per decenni ha attirato in piccolissima parte l’attenzione dei ricercatori”.

“I dati del nostro studio”, ha aggiunto Toner, “ci hanno permesso di capire che i cluster sono presenti nel sangue dei pazienti più spesso di quanto abbiamo pensato in passato. Si tratta di una scoperta di notevole rilevanza. La capacità di raccogliere con una efficienza così alta queste formazioni nel sangue dei pazienti potrebbe consentirci ora di comprendere molto più a fondo il meccanismo di formazione delle metastasi. Elemento che può essere considerato come il ‘Santo Graal’ della ricerca in oncologia”.

Riferimenti: Nature Methods  doi:10.1038/nmeth.3404

Credits immagine: Mehmet Toner, BioMicroElectroMechanical Systems Resource Center at MGH