I ricercatori hanno dimostrato che una tecnica ottica nota come spettroscopia Raman può essere utilizzata per differenziare tra cellule tiroidee benigne e cancerose. Il nuovo studio mostra il potenziale della spettroscopia Raman come strumento per migliorare la diagnosi del cancro alla tiroide, che è il nono cancro più comune con più di 50, 000 nuovi casi diagnosticati negli Stati Uniti ogni anno.

"I nostri risultati incoraggianti mostrano che la spettroscopia Raman potrebbe essere sviluppata in una nuova modalità ottica che può aiutare a evitare procedure invasive utilizzate per diagnosticare il cancro alla tiroide fornendo informazioni biochimiche che non sono attualmente accessibili, ", ha affermato James W. Chan dell'Università della California, Davis, U.S.A. "Questo potrebbe avere un impatto importante nel campo della patologia e potrebbe portare a nuovi modi per diagnosticare altre malattie".

Nella rivista The Optical Society (OSA) Ottica biomedica Express , un team multidisciplinare guidato da Chan; Michael J. Campbell, Università della California, Davis, STATI UNITI D'AMERICA.; ed Eric C. Huang, Università di Washington, Seattle, STATI UNITI D'AMERICA., riferiscono che il loro approccio alla spettroscopia Raman può distinguere tra cellule tiroidee umane sane e cancerose con un'accuratezza del 97%.

"Siamo i primi, per quello che ci risulta, utilizzare cellule tiroidee cliniche umane per dimostrare che la spettroscopia Raman può identificare i sottotipi di cancro a livello di singola cellula, " ha detto Chan. "Tuttavia, dovremo aumentare sia il numero di cellule che il numero di pazienti studiati per confermare l'accuratezza della tecnica Raman".

Migliorare la diagnosi cellulare

Un nodulo, o nodulo, nel collo è un sintomo comune del cancro alla tiroide. Però, la maggior parte dei noduli tiroidei non sono cancerosi. Le biopsie di aspirazione con ago sottile guidate da ultrasuoni vengono in genere utilizzate per verificare la presenza di cancro inserendo un ago sottile nel nodulo per ottenere cellule che vengono preparate su un vetrino da microscopio, macchiato e analizzato da un patologo.

Per circa il 15-30% dei casi, il patologo non può determinare se le cellule acquisite dalla biopsia sono benigne o maligne. Per questi casi, è necessaria una procedura chirurgica nota come tiroidectomia per rimuovere il tessuto, che fornisce maggiori informazioni per una diagnosi più accurata.

I ricercatori si sono rivolti alla spettroscopia Raman come possibile soluzione perché è una tecnica non invasiva che non richiede la preparazione del campione o la colorazione per determinare sottili differenze nella composizione molecolare di campioni complessi come le cellule.

"Vorremmo utilizzare la spettroscopia Raman per migliorare l'analisi del patologo delle cellule ottenute con l'aspirazione con ago sottile per ridurre il numero di tiroidectomie necessarie, " ha detto Chan. "Questo ridurrebbe sia le complicanze chirurgiche che i costi sanitari".

Informazioni biochimiche da un'intera cellula

Per il nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato un microscopio Raman a scansione lineare che ha permesso loro di acquisire rapidamente segnali Raman da un intero volume cellulare. Ciò ha permesso loro di catturare in modo più accurato la composizione chimica di intere cellule rispetto ad altri approcci che acquisiscono uno spettro Raman solo da una parte del volume di una cellula. Sono stati quindi utilizzati metodi statistici multivariati e metodi di classificazione per analizzare i dati Raman e classificare le cellule in un obiettivo, maniera imparziale.

I ricercatori hanno applicato questo approccio di spettroscopia Raman a singole cellule isolate da 10 noduli tiroidei di pazienti diagnosticati come benigni o cancerosi. L'analisi dei dati ha identificato differenze spettrali uniche che potrebbero distinguere le cellule cancerose da quelle benigne con un'accuratezza diagnostica del 97%. Hanno anche mostrato che altri sottotipi potevano essere identificati dalle loro differenze spettrali.

"Questi risultati preliminari sono entusiasmanti perché coinvolgono singole cellule di campioni clinici umani, ma sarà necessario fare più lavoro per portare questo da un progetto di ricerca all'uso clinico finale, " ha detto Chan.

Oltre a testarlo su più cellule e pazienti, i ricercatori devono anche applicare la tecnica alle cellule ottenute con un'aspirazione con ago sottile e testarla su campioni per i quali il patologo non può determinare se le cellule sono benigne o cancerose. Vogliono anche sviluppare un sistema prototipo automatizzato in grado di eseguire le misurazioni e l'analisi Raman con un intervento umano minimo.