Biomarcatori urinari per una diagnosi precoce del cancro

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Biomarcatori urinari per una diagnosi precoce del cancro

Un nuovo studio ha validato l’utilizzo di biomarcatori urinari nei test di screening per la diagnosi precoce del cancro.

Un team di ricercatori, guidati dalla professoressa Yoon-Kyoung Cho del Research Center for Soft and Living Matter (CSLM) presso IBS e responsabile UNIST Life Science, ha recentemente sviluppato una nuova tecnica che identifica in modo efficace le sostanze che causano il cancro e che sono presenti nell’urina o nel sangue.

Durante lo studio è stato presentato un nuovo sistema microfluidico integrato di centrifugazione – Exodisc – in grado di isolare vescicole extracellulari (EVs) dall’urina, che i ricercatori prevedono verrà presto utilizzato in diversi ambienti clinici per la diagnosi dei tumori.

sistema microfluidico integrato di centrifugazione
Exodisc, il sistema microfluidico integrato sviluppato dal team di ricerca della professoressa Yoon-Kyoung Cho

Vescicole extracellulari e sistema di analisi

Le vescicole extracellulari (EVs) sono frammenti cellulari di ordine nanometrico (dimensione 40-1000 nm), presenti in quasi tutti i tipi di fluido corporeo, che hanno un ruolo vitale nella comunicazione intercellulare e sono coinvolte nella trasmissione di segnali biologici per la regolazione di diverse funzioni cellulari. In alcuni casi sono in grado di stimolare la riparazione di organi e tessuti infiammati e ridurre masse tumorali.

Nonostante la loro crescente importanza quali biomarcatori potenziali nella diagnosi e prognosi di diverse malattie, le attuali procedure e metodi di analisi utilizzati sono complicati e richiedono tempi lunghi di elaborazione.

Un esempio è l’ultracentrifugazione (UC). Infatti, nonostante sia il metodo più comune per isolare le vescicole extracellulari, esso richiede molto tempo per la centrifugazione e acquisizione di grandi volumi di campione, e i risultati risentono di rendimento e purezza bassi.    

Per superare queste restrizioni, la professoressa Cho ha presentato una nuova piattaforma “lab-on-disc” per l’isolamento e analisi rapida, selettiva ed efficiente delle EVs da campioni biologici naturali, come il supernatante di coltura cellulare (CSS) o l’urina di pazienti affetti da cancro.

Exodisc e ELISA

“Utilizzando Exodisc è possibile isolare le vescicole extracellulari da campioni biologici naturali in 30 minuti” ha confermato la professoressa Cho. “Il processo di centrifugazione è portato a termine in modo automatico, recuperando di fatto le vescicole extracellulari arricchite”.

La ricerca

Il team di ricerca ha analizzato campioni clinici di EVs urinarie, provenienti dalla vescica di pazienti affetti da cancro, utilizzando il nuovo sistema microfluidico di centrifugazione.

“Il metodo d’analisi immunologica ELISA, utilizzando EVs urinarie isolate da pazienti affetti da cancro, ha mostrato altri livelli di tetraspanine CD9 e CD81, suggerendo che questo metodo può essere potenzialmente utile in ambienti clinici per analizzare biomarcatori urinari basati sulle vescicole extracellulari per la diagnosi del cancro” ha detto Vijaya Sunkara di Life Sciences.

“Sono ora in atto ulteriori studi per comprendere diverse malattie, incluso il cancro, attraverso l’analisi delle nanoparticelle raccolte […] Contiamo che questo strumento possa contribuire in modo significativo all’avanzamento degli studi relativi alla biologia molecolare delle cellule tumorali e all’accelerazione dell’uso pratico delle biopsie liquide basate su EVs per la realizzazione di trattamenti personalizzati in ambienti clinici”, ha proseguito la professoressa Cho.

Questo studio è stato condotto in collaborazione con il professor Yoon-Keun Kim, dell’istituto MD healthcare, ed è stato supportato dal Ministero della Salute e del Welfare Koreano, dall’Istituto della Scienza di Base (IBS) e dal SRC.

Fonti:

“Exodisc for Rapid, Size-selective, and Efficient Isolation and Analysis of Nanoscale Extracellular Vesicles from Biological Samples,” ACS Nano, (2017).