Un disegno schematico della misurazione del tessuto del cancro al seno fabbricato su un cristallo ottico non lineare. Credito:Università di Osaka
Un team di ricercatori dell'Università di Osaka, in collaborazione con l'Università di Bordeaux e l'Istituto Bergonié in Francia, è riuscito nell'imaging terahertz del carcinoma mammario in stadio iniziale inferiore a 0,5 mm senza colorazione, che è difficile da identificare anche con la diagnosi patologica. Il loro lavoro fornisce una svolta verso una diagnosi in loco rapida e precisa di vari tipi di cancro e accelera lo sviluppo di dispositivi diagnostici terahertz innovativi.
Il cancro al seno è diviso approssimativamente in due tipi:invasivo e non invasivo. L'ex, carcinoma duttale invasivo (IDC), inizia nelle cellule di un dotto mammario, che cresce attraverso le pareti del dotto e nel tessuto mammario circostante, potenzialmente diffondersi ad altre parti del corpo. Quest'ultimo, carcinoma duttale in situ (DCIS), è un piccolo carcinoma mammario in fase iniziale confinato al dotto mammario, ma può portare al cancro invasivo. Perciò, la diagnosi precoce di DCIS è cruciale.
Per la diagnosi patologica del cancro, il campione di tessuto è colorato chimicamente, e un patologo fa una diagnosi usando un'immagine del tessuto macchiato. Però, il processo di colorazione richiede tempo, ed è difficile distinguere DCIS da IDC maligni in quanto sembrano quasi identici.
L'imaging Terahertz può distinguere il tessuto canceroso dal tessuto normale senza colorazione ed esposizione alle radiazioni. Però, era ancora difficile identificare una singola lesione DCIS (che in genere varia da 50 a 500 μm) mediante imaging terahertz a causa della sua risoluzione spaziale limitata dalla diffrazione di pochi millimetri.
Un'immagine terahertz di tessuto non colorato (in alto) confrontato con lo stesso tessuto dopo la colorazione con H&E (in basso). Nell'immagine macchiata, i compartimenti del carcinoma duttale in situ (DCIS) e del carcinoma duttale invasivo (IDC) sono evidenziati da linee tratteggiate rosse e blu, rispettivamente. Credito:Università di Osaka
"Per superare questo inconveniente, abbiamo sviluppato una tecnica di imaging unica in cui sorgenti di luce terahertz generate localmente in punti di irradiazione di raggi laser in un cristallo ottico non lineare interagiscono direttamente con un campione di tessuto di cancro al seno. Di conseguenza, siamo riusciti a visualizzare chiaramente una lesione DCIS inferiore a 0,5 mm, " spiega l'autore principale Kosuke Okada. La precisione di questa tecnica è circa 1000 volte superiore a quella delle tecniche convenzionali che utilizzano onde terahertz.
I ricercatori hanno anche scoperto che le distribuzioni di intensità dei terahertz erano diverse tra DCIS e IDC, suggerendo la possibilità di una determinazione quantitativa della malignità del cancro.
Il campione di tessuto del cancro al seno è stato fornito e valutato istologicamente da collaboratori dell'Università di Bordeaux e dell'Istituto Bergonié. "Una delle sfide in questa ricerca è la preparazione di un campione di tessuto di cancro al seno di alta qualità fabbricato su un cristallo ottico non lineare. È uno dei grandi risultati della ricerca congiunta internazionale, ", afferma l'autore corrispondente Masayoshi Tonouchi.
"La combinazione della nostra tecnica con l'apprendimento automatico aiuterà nella diagnosi precoce del cancro e nella determinazione della malignità del cancro, così come lo sviluppo di innovativi dispositivi diagnostici terahertz utilizzando sistemi micro elettromeccanici."
