Isolare cellule tumorali da campioni di biopsie per andarne a studiare con precisione le caratteristiche genetiche per poter scegliere farmaci sempre più selettivi e mirati nel colpire i diversi ‘sottogruppi’ di cellule. Tutto questo è possibile grazie alla tecnologia DEPArray. “La medicina personalizzata è oggi più vicina ai pazienti grazie alle nuove tecnologie che permettono analisi molecolari sempre più accurate”, ha dichiarato Aldo Scarpa, Direttore del Centro di Ricerca applicata sul cancro ARC-Net della Università di Verona e della Unità di diagnostica Molecolare dei Tumori a margine del Convegno internazionale degli utilizzatori del DEPArray, la tecnologia sviluppata da Menarini Silicon Biosystems che aiuta a svelare i segreti del cancro. A Bologna si sono incontrati più di 120 tra ricercatori, oncologi e patologi, per discutere e confrontarsi sui risultati dei loro studi di frontiera nel campo della ricerca oncologica.
“Noi sappiamo ormai da anni che tutti i tumori non sono un solo tumore, ma famiglie di tumori differenti. Ognuna delle quali va trattata con farmaci diversi. Per capire questa diversità è necessario scomporre il tumore nelle sue componenti e andare ad analizzarle separatamente. La tecnologia DEPArray è quella che ci permette oggi di isolare cellule tumorali pure da campioni di biopsie anche molto piccole e di andare a studiare con precisione le caratteristiche genetiche per poter scegliere farmaci sempre più selettivi e mirati nel colpire i diversi ‘sottogruppi’ di cellule. Grazie all’utilizzo del DEPArray siamo riusciti ad analizzare biopsie tissutali in cui la percentuale di cellule tumorali era minore del 20%. Questi tipi di campioni sarebbero normalmente scartati dall’analisi. Poter analizzare questi campioni ci ha permesso di individuare mutazioni specifiche del tumore e di poter indirizzare il paziente verso un trattamento personalizzato”.
La tecnologia DEPArray, messa a punto da Menarini, è un’arma fondamentale per muoversi verso un futuro di medicina personalizzata grazie alla sua capacità di “dissezionare” l’eterogeneità dei tumori. Infatti, partendo da un campione di tessuto anche di pochissime cellule e dimensioni ridotte, DEPArray riesce a isolare e riconoscere le cellule tumorali, permettendo di capirne a fondo la biologia e decidere il farmaco a bersaglio molecolare più efficace. Inoltre la tecnologia DEPArray permette di isolare le così dette “cellule tumorali circolanti”, cellule tumorali che sfuggono dal tumore primario ed entrano nel sangue per diffondersi nel resto dell’organismo. Queste cellule sono estremamente importanti soprattutto in quei pazienti in cui è molto difficile raggiungere il tumore primario per ottenere una biopsia tissutale. Inoltre è stato dimostrata la loro utilità nel predire la gravità ed evoluzione della malattia e la risposta al trattamento farmacologico.
Il convegno è stato un’occasione per uno scambio di idee sulle scoperte che stanno rendendo la medicina personalizzata sempre più reale e vicina ai pazienti. Inoltre Menarini Silicon Biosystems ha presentato durante il convegno il suo strumento di ultima generazione, chiamato DEPArray NxT. Le prestazioni dello strumento sono state ottimizzate sia dal punto di vista dell’ingegneria che del software; il nuovo strumento è compatto, ha costi sostenibili e permette l’analisi dei campioni in tempi brevi diventando quindi più compatibile all’applicazione clinica.
E’ ormai universalmente accettato che il cancro è una malattia altamente eterogenea e multifattoriale, ogni paziente è diverso dall’altro e anche all’interno di un singolo tumore sono presenti diverse popolazioni di cellule tumorali che possono presentare caratteristiche genetiche distinte. L’esposizione ad agenti terapeutici può inoltre causare cambiamenti nelle cellule tumorali che possono alterarne la risposta ai trattamenti farmacologici e renderle resistenti alla terapia stessa. L’eterogeneità dei tumori è spesso la causa del fallimento delle terapie farmacologiche e dell’individuazione di biomarcatori efficaci.
Ricerche d’avanguardia molto vicine a diventare applicazioni cliniche sono quelle che si stanno conducendo nel laboratorio di Christoph A. Klein, direttore del Experimental Medicine and Therapy Research dell’Università di Regensburg in Germania, un’autorità nel suo campo. Il suo gruppo di ricerca sta studiando la diffusione di cellule tumorali dal tumore primario ai linfonodi così detti “sentinella” nei pazienti con melanoma. In un lavoro pubblicato recentemente, il gruppo di ricerca ha dimostrato che la presenza di cellule tumorali disseminate in questi tessuti rappresenta un biomarcatore di prognosi più aggressiva. I metodi tradizionali di isolamento di cellule tumorali dai linfonodi hanno però una sensibilità molto bassa, per cui le cellule tumorali riescono a sfuggire alle analisi. “Abbiamo ottimizzato una metodologia che aumenta più di tre volte il tasso di rilevamento delle cellule tumorali disseminate nei linfonodi in pazienti con melanoma, rispetto all’istopatologia tradizionale”, ha detto Klein.
“Siamo ora in grado di portare il nostro metodo manuale nella pratica clinica grazie all’automazione nella rilevazione e nell’isolamento delle cellule offerta dalla tecnologia DEPArray. Questo rappresenta un grande passo in avanti in quanto consentirà la stratificazione dei pazienti in maniera routinaria in base alla caratterizzazione molecolare di queste cellule tumorali rare”.
L’altro campo di avanguardia in cui la tecnologia DEPArray occupa un posto di eccellenza è quello della biopsia liquida. La biopsia liquida consiste in un semplice prelievo di sangue dal quale possono essere isolate cellule tumorali circolanti che si sono “staccate” dal tumore primario. Queste cellule racchiudono tutte le informazioni necessarie per capire le mutazioni genetiche del tumore e poter identificare bersagli molecolari per terapie personalizzate. Il vantaggio di questo tipo di analisi è di poter seguire l’evolversi nella malattia nel tempo con un semplice prelievo.
Allo User Meeting anche il gruppo di Caroline Dive, del Cancer Research UK di Manchester, nel Regno Unito, tra i più importanti al mondo nello studio delle cellule tumorali circolanti soprattutto nei tumori polmonari. I ricercatori sono riusciti a isolare, grazie alla tecnologia DEPArray, singole cellule tumorali circolanti da pazienti con tumore polmonare a piccole cellule, uno dei tumori con la prognosi peggiore ed evoluzione più rapida. Lo studio a livello molecolare di queste singole cellule ha permesso al gruppo della Prof.ssa Dive di comprendere in maniera molto più accurata la biologia del tumore polmonare e questa è la base per sviluppare farmaci per trattare la malattia in modo più efficace. Inoltre, con le cellule isolate, il team sta ora per risolvere una delle più grandi sfide nel cancro: come i tumori diventano resistenti ai farmaci.
“I nostri studi aprono un nuovo orizzonte nella cura dei pazienti: partendo da un prelievo di sangue riusciamo, grazie al DEPArray, ad isolare e quindi analizzare singole cellule tumorali circolanti per studiarle con precisione”, ha commentato Dive. “Isolare e studiare le cellule tumorali circolanti nel sangue di un paziente potrebbe dare nuove informazioni, cruciali per aiutare a monitorare la malattia e capire come si sviluppa la resistenza ai farmaci. Quello che possiamo fare ora è solo chiedere un piccolo volume di sangue del paziente per affrontare questioni importanti sulla biologia della malattia e la resistenza ai farmaci”.
Molti altri lavori sono stati presentati a Bologna da ricercatori di varie nazionalità sull’utilizzo della tecnologia DEPArray per lo studio di altri tipi di tumori: quelli al polmone, al colon-retto, al fegato, al rene, al pancreas, alla prostata. Nessuna di queste ricerche è oggi ancora applicabile a livello clinico, ma siamo in fase avanzata e benefici concreti per la cura dei pazienti sono ormai alle porte.
