La diagnosi precoce dei tumori è estremamente importante nel trattamento del cancro. Una nuova tecnica sviluppata dai ricercatori dell'Università della California, Davis offre un significativo passo avanti nell'uso della risonanza magnetica per individuare anche tumori molto piccoli dal tessuto normale. L'opera è pubblicata il 25 maggio sulla rivista Nanotecnologia della natura .

Le sonde chimiche che producono un segnale sulla risonanza magnetica (MRI) possono essere utilizzate per individuare e visualizzare i tumori. La nuova ricerca si basa su un fenomeno chiamato sintonizzazione della risonanza magnetica che si verifica tra due elementi magnetici su nanoscala. Si agisce per potenziare il segnale, e l'altro lo spegne. Precedenti studi hanno dimostrato che l'estinzione dipende dalla distanza tra gli elementi magnetici. Ciò apre nuove possibilità per l'indagine non invasiva e sensibile di una varietà di processi biologici mediante risonanza magnetica.

Il team dell'UC Davis ha creato una sonda che genera due segnali di risonanza magnetica che si sopprimono a vicenda fino a raggiungere il bersaglio, a quel punto entrambi aumentano il contrasto tra il tumore e il tessuto circostante. Chiamano questa sintonizzazione a risonanza magnetica bidirezionale (TMRET).

In combinazione con un software di analisi delle immagini appositamente sviluppato, il doppio segnale ha permesso ai ricercatori di individuare i tumori cerebrali in un modello murino con una sensibilità notevolmente aumentata.

"È un progresso significativo, " ha detto l'autore senior Yuanpei Li, Professore Associato di biochimica e medicina molecolare presso la UC Davis School of Medicine e Comprehensive Cancer Center. "Questo potrebbe aiutare a rilevare tumori in fase iniziale molto piccoli".

Due componenti magnetici

La sonda sviluppata dal team UC Davis contiene due componenti:nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetico (SPIO), e pheophorbide manganese a-paramagnetico (P-Mn), confezionati insieme in una busta lipidica. SPIO e P-Mn danno entrambi forti, segnali separati alla risonanza magnetica, ma finché sono fisicamente vicini tra loro quei segnali tendono ad annullarsi a vicenda, o placare. Quando le particelle entrano nel tessuto tumorale, l'involucro grasso si rompe, SPIO e P-Mn separati, ed entrambi i segnali compaiono.

Il laboratorio di Li si concentra sulla chimica delle sonde MRI e ha sviluppato un metodo per elaborare i dati e ricostruire le immagini, che chiamano imaging a sottrazione potenziata a doppio contrasto o DESI. Ma per la competenza nei meccanismi fisici, hanno contattato i professori Kai Liu e Nicholas Curro presso il Dipartimento di Fisica della UC Davis (Liu ora è alla Georgetown University). I fisici hanno contribuito a chiarire il meccanismo del metodo TMRET ea perfezionare la tecnica.

I ricercatori hanno testato il metodo in colture di cellule tumorali del cervello e della prostata e nei topi. Per la maggior parte delle sonde per risonanza magnetica, il segnale dal tumore è fino a due volte più forte rispetto al tessuto normale, un "rapporto tumore/normalità" di 2 o meno. Utilizzando la nuova nanosonda a doppio contrasto, Li e colleghi potrebbero ottenere un rapporto tumore-normale fino a 10.

Li ha detto che il team è interessato a tradurre la ricerca in uso clinico, anche se ciò richiederà un ampio lavoro, compresi i test tossicologici e l'aumento della produzione prima che possano richiedere l'approvazione di nuovi farmaci sperimentali.