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Una nuova tecnica mostra i cambiamenti biochimici precoci nei tumori

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I ricercatori dell'Università dell'Arkansas hanno dimostrato il primo uso di una tecnica ottica non invasiva per determinare complessi cambiamenti biochimici nei tumori trattati con immunoterapia.

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"Mostriamo che la spettroscopia ottica fornisce un rilevamento sensibile dei primi cambiamenti nella composizione biomolecolare dei tumori", ha detto Narasimhan Rajaram, professore associato di ingegneria biomedica. "Questo è importante perché questi cambiamenti predicono la risposta all'immunoterapia con inibitori del checkpoint immunitario. Quindi, il nostro lavoro è il primo passo per determinare se la spettroscopia Raman può identificare i rispondenti al trattamento e i non rispondenti all'inizio del corso della terapia"

I checkpoint immunitari agiscono come freni del sistema immunitario per garantire che la risposta immunitaria del corpo sia proporzionale al livello di minaccia rilevato. Gli inibitori del checkpoint immunitario rimuovono efficacemente questi freni e scatenano il sistema immunitario del corpo contro le cellule tumorali.

Lo studio, pubblicato su Cancer Research, una rivista dell'American Association for Cancer Research, descrive l'uso della spettroscopia Raman per determinare la composizione molecolare dei tumori del cancro al colon nei topi trattati con due tipi di farmaci immunoterapici attualmente utilizzati nel trattamento clinico dei pazienti.

La spettroscopia Raman utilizza fibre ottiche per dirigere la luce laser nel vicino infrarosso al tessuto biologico. Il segnale Raman diffuso dal tessuto è particolarmente sensibile alla composizione molecolare del tessuto.

Per questo studio, i ricercatori hanno usato approcci di apprendimento automatico per formare centinaia di set di dati Raman acquisiti da tumori del cancro al colon trattati con diversi farmaci immunoterapici. Hanno poi testato i dati di ogni tumore contro il set di dati complessivo per determinare la differenza tra i tumori che avevano ricevuto vari tipi di immunoterapia e i tumori che non avevano ricevuto alcuna terapia.

La tecnica Raman ha dimostrato un rilevamento sensibile dei primi cambiamenti nella composizione biomolecolare dei tumori e ha differenziato la risposta del tumore ai diversi trattamenti. I cambiamenti raccolti dalla sonda Raman non invasiva erano coerenti con i cambiamenti descritti dall'analisi dettagliata del tessuto, i ricercatori hanno trovato.

A differenza di altre forme di trattamento del cancro, l'immunoterapia non si traduce in una riduzione immediata e prevedibile delle dimensioni del tumore, e attualmente non ci sono metodi accurati per determinare la risposta al trattamento nei pazienti. Solo un piccolo gruppo di pazienti beneficia dell'immunoterapia, e ci sono gravi effetti collaterali associati a specifiche combinazioni di immunoterapia.