(PhysOrg.com) -- Un team di ricercatori della Northwestern University, utilizzando uno strumento estremamente sensibile basato sulla nanotecnologia noto come sistema di codici a barre bio, ha rilevato livelli precedentemente non rilevabili di antigene prostatico specifico (PSA) in pazienti sottoposti a prostatectomia radicale. Questo nuovo saggio, solo uno dei tanti sviluppati dai ricercatori del Nanomaterials for Cancer Diagnostics and Therapeutics Center for Cancer Nanotechnology Excellence (Northwestern CCNE), è 300 volte più sensibile dei test PSA disponibili in commercio.
La capacità di rilevare facilmente e rapidamente livelli molto bassi di PSA può consentire ai medici di diagnosticare gli uomini con recidiva del cancro alla prostata anni prima di quanto sia attualmente possibile. Il cancro alla prostata è la seconda causa di morte per cancro negli uomini negli Stati Uniti. (Solo il cancro ai polmoni è più mortale.) "Abbiamo definito un nuovo zero per il PSA, "ha detto Chad Mirkin, dottorato di ricerca, ricercatore principale del CCNE nordoccidentale. "Questo livello di sensibilità nel rilevare basse concentrazioni di PSA toglierà i paraocchi dalla comunità medica, soprattutto quando si tratta di monitorare la malattia residua." Questo studio, guidata da Mirkin e C. Shad Thaxton, M.D., appare nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) .
"Questo nuovo test del PSA può alterare la gestione dei pazienti che sono stati trattati con un intervento chirurgico per il cancro alla prostata, " ha detto William J. Catalogna, M.D., direttore del Clinical Prostate Cancer Program presso il Lurie Cancer Center della Northwestern. È stato il primo a dimostrare che il test PSA, un semplice esame del sangue, potrebbe essere utilizzato come strumento di screening per il cancro alla prostata. "Gli studi hanno dimostrato che la radioterapia postoperatoria somministrata precocemente a pazienti con patologie avverse, chiamata radiazione adiuvante, riduce il tasso di recidiva e migliora la sopravvivenza, " disse Catalogna. Dopo la rimozione della ghiandola prostatica, i pazienti in genere hanno livelli di PSA non rilevabili se misurati utilizzando strumenti diagnostici convenzionali. "Poiché il 'dosaggio nano-PSA' è più sensibile degli attuali test PSA disponibili in commercio, può consentire ai medici di indirizzare le radiazioni adiuvanti per i pazienti destinati ad avere una recidiva tumorale pericolosa per la vita".
Lo studio è un indicatore precoce di come la nanotecnologia può essere utilizzata per migliorare la diagnostica medica e la diagnosi precoce del cancro. In caso di recidiva del cancro alla prostata a seguito di trattamento chirurgico primario, i pazienti con livelli di PSA rilevabili ma non in aumento potrebbero essere rassicurati che il loro cancro non si ripresenterà. Questa rassicurazione potrebbe potenzialmente essere fornita molto prima rispetto agli strumenti diagnostici convenzionali. Per i pazienti con livelli crescenti di PSA, rilevato prima che gli strumenti convenzionali siano in grado, i medici potrebbero diagnosticare una recidiva e intervenire di conseguenza.
Per di più, l'efficacia del trattamento post-operatorio potrebbe essere valutata monitorando i livelli di PSA del paziente. Monitoraggio precoce dei livelli di PSA, prima che gli strumenti convenzionali siano in grado, può consentire ai medici di convalidare i trattamenti per il cancro ricorrente, come le radiazioni, terapie ormonali e chemioterapie. I più efficaci saranno in grado di mantenere bassi i livelli di PSA.
"La prima via verso una nuova terapia è un buon strumento diagnostico, ed è quello che abbiamo qui, " ha detto Mirkin. "Questo dosaggio bio-codice a barre, o una sua variante, potrebbe diventare uno strumento commerciale in appena 18 mesi. La tecnologia c'è. Ora è una decisione aziendale".
Il PSA è una proteina prodotta dalle cellule della ghiandola prostatica e presente nel flusso sanguigno. Questo studio pilota ha esaminato campioni di siero di 18 pazienti post-prostatectomia raccolti nel corso di un certo numero di anni.
I ricercatori sono stati in grado di quantificare in modo affidabile e accurato i valori di PSA a meno di 0,1 nanogrammi per millilitro, il limite clinico di rilevazione per i test commerciali. Il limite inferiore di rilevazione per il PSA utilizzando il dosaggio del bio-codice a barre è circa 300 volte inferiore al limite inferiore di rilevazione per i test commerciali. Le misurazioni del PSA sono state utilizzate per classificare i pazienti come privi di evidenza di malattia o con recidiva della malattia. Il team della Northwestern sta ora conducendo uno studio retrospettivo simile su 260 pazienti e alla fine prevede di fare un ampio studio prospettico.
La tecnologia ultrasensibile si basa su sonde a nanoparticelle d'oro decorate con DNA e anticorpi in grado di riconoscere e legarsi al PSA quando presente a livelli estremamente bassi in un campione di sangue. Una microparticella magnetica, dotato di un secondo anticorpo per PSA, viene utilizzato anche nel dosaggio. Quando in soluzione, le particelle funzionalizzate con l'anticorpo "riconosce" e si legano al PSA, inserire la proteina tra le due particelle.
La chiave è che attaccate a ogni minuscola nanoparticella d'oro ci sono centinaia di filamenti identici di DNA. Mirkin chiama questo "DNA codice a barre" perché l'hanno progettato come un'etichetta specifica per il bersaglio del PSA. Dopo che il sandwich "particella-proteina-particella" è stato rimosso magneticamente dalla soluzione, il DNA viene rimosso dal sandwich e letto utilizzando un sistema Verigene® ID, una piattaforma nanotecnologica progettata per rilevare e quantificare il DNA. La quantità di PSA presente viene calcolata in base alla quantità di DNA del codice a barre. Per ogni molecola di PSA catturato, centinaia di filamenti di DNA vengono rilasciati, che è uno dei modi in cui viene amplificato il segnale PSA.
Questo lavoro, che è dettagliato in un documento intitolato, "Il dosaggio del bio-codice a barre basato su nanoparticelle ridefinisce il PSA "non rilevabile" e la recidiva biochimica dopo prostatectomia radicale, " è stato sostenuto dalla NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, un'iniziativa globale progettata per accelerare l'applicazione delle nanotecnologie alla prevenzione, diagnosi, e cura del cancro. Hanno partecipato a questo studio anche ricercatori dell'Università di Medicina di Innsbruck in Austria. Un abstract di questo articolo è disponibile sul sito Web della rivista.
Fornito dal National Cancer Institute (notizie:web)
