La sonobiopsia fornisce un percorso non invasivo per la diagnosi del tumore al cervello – Physics World

La diagnosi di un tumore al cervello di solito comporta neuroimaging con TC e risonanza magnetica, seguite da resezione chirurgica o biopsia tissutale. Un’alternativa non invasiva ed economica è la biopsia liquida basata sul sangue, che analizza i biomarcatori circolanti nel sangue per ottenere informazioni molecolari e genetiche sul tumore e guidare le decisioni terapeutiche. Sfortunatamente, i biomarcatori derivati ​​​​dai tumori cerebrali vengono rilevati solo in quantità limitate, poiché la barriera ematoencefalica (BBB) ​​impedisce il trasferimento di tali biomarcatori nella circolazione periferica.

Per affrontare questo problema, i ricercatori di Università di Washington a St. Louis stanno utilizzando gli ultrasuoni focalizzati (FUS) e le microbolle per interrompere temporaneamente la BBB e rilasciare grandi quantità di biomarcatori nel flusso sanguigno per l’analisi. In un primo studio prospettico sull’uomo, hanno scoperto che il rilascio di biomarcatori indotto dalla FUS nel flusso sanguigno – un metodo che chiamano sonobiopsia – è fattibile e sicuro per l’uso.

“Con questa tecnica possiamo ottenere un campione di sangue che riflette l’espressione genetica e le caratteristiche molecolari nel sito di una lesione nel cervello. È come fare una biopsia cerebrale senza i pericoli di un intervento chirurgico al cervello", spiega il co-autore senior Eric Leuthardt In una dichiarazione stampa.

La FUS transcranica a bassa intensità, utilizzata in combinazione con microbolle iniettate per via endovenosa, fornisce un'apertura temporale e reversibile della BEE e può colpire le lesioni nel cervello con precisione millimetrica. Le microbolle, tradizionalmente utilizzate come mezzi di contrasto ecografici, subiscono cavitazione in seguito all'esposizione al FUS e ne amplificano gli effetti meccanici.

Per eseguire la sonobiopsia, una tecnica sperimentata da Leuthardt e co-autore senior HongChen, il team ha sviluppato un dispositivo FUS compatto che può essere collegato direttamente a una sonda di neuronavigazione clinica, consentendo il posizionamento preciso del trasduttore FUS. Questo design consente una facile integrazione della sonobiopsia nei flussi di lavoro clinici esistenti senza richiedere ai neurochirurghi di intraprendere una formazione aggiuntiva.

Per valutare la fattibilità e la sicurezza della sonobiopsia con il trasduttore FUS guidato dalla neuronavigazione, Leuthardt, Chen e colleghi hanno effettuato uno studio pilota a braccio singolo su cinque pazienti con glioma ad alto grado (quattro avevano glioblastoma, uno aveva un glioma diffuso ad alto grado ).

I ricercatori hanno eseguito la sonobiopsia su pazienti anestetizzati prima della prevista rimozione chirurgica del tumore al cervello. Utilizzando immagini MRI e TC acquisite in precedenza per registrare la posizione della testa del paziente, hanno posizionato il trasduttore FUS per allinearne il fuoco alla posizione del tumore. Dopo l'iniezione endovenosa di microbolle, hanno applicato la sonicazione FUS per 3 minuti.

L'analisi dei campioni di sangue raccolti prima e 5, 10 e 30 minuti dopo la sonicazione ha rivelato che la sonobiopsia ha aumentato la concentrazione del DNA tumorale circolante (ctDNA). Ciò includeva aumenti massimi di 1.6 volte per i frammenti di DNA libero da cellule mononucleosomiali (cfDNA), di 1.9 volte per il ctDNA con variante tumorale paziente-specifica e di 5.6 volte per il ctDNA con mutazioni TERT (che sono presenti in più della metà dei pazienti con glioblastoma e associati a scarsi risultati del trattamento).

Lo studio ha inoltre verificato che la procedura era sicura e non danneggiava il tessuto cerebrale. Durante la sonicazione FUS, i pazienti non hanno mostrato fluttuazioni significative dei segni vitali e non si sono verificati eventi avversi. I campioni tumorali raccolti durante l'intervento chirurgico non hanno mostrato microemorragie o cambiamenti strutturali tra le regioni sonicate e quelle non sonicate.

L'impianto a ultrasuoni aiuta a fornire una potente chemioterapia ai tumori cerebrali

I ricercatori concludono che il loro lavoro “segna una pietra miliare iniziale cruciale nel dimostrare la fattibilità e la sicurezza della sonobiopsia nei pazienti con glioma ad alto grado”. Sottolineano che mentre questo studio è stato eseguito in una sala operatoria prima dell'intervento chirurgico, gli ambienti operativi e l'anestesia non sono essenziali e la sonobiopsia potrebbe essere utilizzata in una clinica o al capezzale dell'ospedale del paziente.

“Grazie a questa capacità di accedere in modo non invasivo e non distruttivo a ogni parte del cervello, ora possiamo ottenere informazioni genetiche dai tumori in ogni fase della cura del paziente, dalla diagnosi del tumore al monitoraggio del trattamento e al rilevamento delle recidive”, afferma Chen. “Ora possiamo iniziare a indagare sulle malattie che tradizionalmente non vengono sottoposte a biopsie chirurgiche, come i disturbi dello sviluppo neurologico, neurodegenerativi e psichiatrici”.

Lo studio è descritto in oncologia di precisione npj.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/