Paolo Rossi Castelli 28 aprile 2022 19 min

Super-microscopio al posto delle biopsie

Attrezzatura innovativa messa a punto dalla Columbia University di New York. I chirurghi oncologici potranno avere in tempo reale, senza la necessità di prelievi, una mappa dei tessuti tumorali.

La chirurgia oncologica (e non solo) potrebbe andare presto incontro a importanti innovazioni, grazie a un nuovo microscopio messo a punto dai bioingegneri della Columbia University di New York.
Lo strumento sembrerebbe in grado di ricostruire immagini tridimensionali in modo non invasivo, consentendo di avere in tempo reale (durante l’intervento) da tessuti “vivi” una quantità di informazioni fondamentali che potrebbero modificare radicalmente le possibilità a disposizione del chirurgo.

A illustrare il nuovo dispositivo è un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature Biomedical Engineering, nel quale le potenzialità di MediSCAPE (acronimo che sta per Swept Confocally Aligned Planar Excitation microscopy) sono rese ancora più evidenti da una serie di video e di immagini ottenute grazie ai test effettuati.

Di solito quando si procede a una biopsia per comprendere se un tessuto sospetto è o meno tumorale, si interviene chirurgicamente, per prelevare un frammento della parte interessata che viene poi fissata, tagliata e infine osservata al microscopio. Ciò implica tempi lunghi, e una sia pur parziale modifica del campione, che deve essere trattato chimicamente per essere adatto allosservazione. In più c’è sempre il rischio che il prelievo venga eseguito in una zona non malata, magari adiacente a quella patologica, e che quindi il responso finale non sia corretto.
Analogamente, quando si deve valutare un organo o un tessuto per il trapianto, si ricorre allosservazione diretta.

Esistono alcuni microscopi da usare durante gli interventi che però, nella migliore delle ipotesi, forniscono una visione in due dimensioni, e quindi limitata, e richiedono che il paziente ingerisca o assuma un tracciante fluorescente, circostanza che ne limita molto lutilizzo.

Immagini dei punti più nascosti
Tutto questo con MediSCAPE potrebbe cambiare, perché se si possono ottenere immagini tridimensionali di un organo o di un tessuto in sede vitale, mentre svolge le sue normali funzioni, si capisce davvero qual è la situazione. In più, si può osservare un determinato punto da ogni prospettiva, comprese quelle poste sul retro rispetto allincisione, che spesso non si vedono a occhio nudo, oppure si possono controllare i vasi sanguigni fino ai capillari, per verificare com’è lossigenazione, e si può studiare e delimitare la presenza di cellule maligne, molto diverse, fisicamente, da quelle sane.

MediSCAPE è costituito da una sonda esterna che, scorrendo sulla pelle, rileva segnali che invia a un computer. Il calcolatore, a sua volta, li elabora e li ricostruisce in unimmagine in 3D, senza bisogno di traccianti, perché amplifica la fluorescenza naturale: un vantaggio enorme rispetto a tutti i sistemi precedenti.

Finora questa nuova attrezzatura è stata sperimentata prima su piccoli modelli come alcuni vermi e insetti, e poi via via nei pesci, nei roditori e in animali sempre più complessi. Una delle sperimentazioni più interessanti è stata, per esempio, lesplorazione del rene di roditori sani, che ha fornito un quadro assolutamente realistico dei tessuti, così come quella di tumori del pancreas, molto difficili da osservare, di norma, perché situati nella parte profonda delladdome.

Mappatura di interi organi
Inoltre, lasciando scorrere la sonda, si può passare dal dettaglio alla ricostruzione di interi organi o tessuti: un genere di informazione diverso, ma altrettanto importante, per comprendere la situazione generale e anche a fini di studio anatomico.

Infine, la scansione può essere utilissima nella chirurgia robotica, in quella laparoscopica (per esempio, per evitare di toccare i nervi) e anche nelle biopsie tradizionali: una volta estratto il tessuto, questo può essere subito analizzato, senza bisogno di ulteriori passaggi.

L’équipe della Columbia University sta cercando ora di arrivare a un MediSCAPE che possa essere introdotto in sala operatoria, e quindi di dimensioni adeguate e facilmente sterilizzabile; intanto, ha iniziato le procedure per lapprovazione da parte della Food and Drug Administration (FDA), lente che regola negli Stati Uniti la sperimentazione dei nuovi farmaci e anche degli strumenti diagnostici.

 

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Paolo Rossi Castelli

Giornalista dal 1983, Paolo si occupa da anni di divulgazione scientifica, soprattutto nel campo della medicina e della biologia. È l'ideatore dello Sportello Cancro, il sito creato da corriere.it sull'oncologia in collaborazione con la Fondazione Umberto Veronesi. Ha collaborato per diversi anni con le pagine della Scienza del Corriere della Sera. È fondatore e direttore di PRC-Comunicare la scienza.