Un giorno basterà soffiare in un apparecchietto grande come una moneta per scoprire un cancro ai polmoni?…


Lung Cancer Breathalizer: i 39 pozzetti colorati chimicamente-sensibili in questa apparecchiatura cambiano colore in risposta alle sostanze chimiche presenti nell'espirio. Questo piccolo strumento è stato sviluppato da ricercatori della Clinica di Cleveland (USA), per diagnosticare il cancro del polmone allo stadio iniziale

Lung-Cancer Breathalyzer” (l’analizzatore dell’alito per il cancro al polmone)

Alcuni ricercatori americani stanno sviluppando un sensore economico in grado di riconoscere l’alito dei malati di cancro al polmone

L’alito potrebbe dare più molte più informazioni oltre che ci dà nella vita di tutti i giorni: se  i denti sono lavati, si ha fumato, si digerisce con difficoltà o si ha mangiato e bevuto abbondantemente…  Alcuni ricercatori della Cleveland Clinic (Ohio, USA) hanno sviluppato un sensore in grado di identificare alcune sostanze chimiche presenti specificamente nell’alito dei malati di cancro al polmone.  Come tutti sanno, il cancro del polmone è difficile da diagnosticare nelle sue fasi iniziali, ed è difficile da curare quando si trova in una fase avanzata.   La speranza dei  ricercatori di Cleveland è che il loro sensore possa essere in grado di scoprire la presenza della malattia in modo estremamente facile ed economico, e che ciò possa avvenire nelle sue fasi più precoci, quando il tumore è ancora ben curabile.

Il cancro ai polmoni causa oltre 30.000 morti ogni anno in Italia–più di qualunque altro tumore.  ”Le attuali tecniche diagnostiche, fra cui la TAC e le agobiopsie, sono costose od invasive, ed hanno un significativo rischio di complicazioni.”, dice Peter Mazzone, pneumologo alla Cleveland Clinic, “Vi è un’assoluto bisogno di un test facile da usare e non invasivo, che sia in grado di diagnosticare un cancro del polmone in stadio iniziale” .

E’ noto  che alcuni prodotti del metabolismo cellulare sono eliminati attraverso la respirazione e per questo sono chiamati composti organici volatili.    Le cellule cancerose producono miscele di composti volativi che sono sensibilmente diverse da quelle delle cellule normali.   La ricerca medica è al lavoro, già dalla metà degli anni 80, su tali differenze confrontando l’alito di soggetti normali a quello dei malati di cancro al polmone.  Normalmente, l’analisi dell’alito vien  fatta con l’ausilio di due tecniche : la cromatografia dei gas e la spettrofotometria di massa.  Ma è stata anche fatta usando il fiuto di cani addestrati, come descritto in un nostro recente articolo.   Il problema è che utilizzando le suddette tecniche di analisi (ma ciò vale meno, ovviamente, per il fiuto dei cani) la diagnosi di cancro al polmone diventa una procedura molto costosa, che richiede tecnici qualificati e apparecchiature sofisticate.

Lo strumento progettato alla Cleveland Clinic è basato su una strisciolina di carta monouso chiamata “serie colorimetrica”.  La strisciolina di carta contiene 36 pozzetti colorati che cambiano di colore a seguito dell’interazione con i composti volatici presenti nell’alito.  I cambi di colore sono quantificati mediante uno scanner piatto, interfacciato con un computer.

Per quanto attiene ai risultati dello studio dei ricercatori dell’Ohio, questi sono stati soddisfacenti e confrontabili a quelli ricavati dallo studio sui cani addestrati, cui si è già fatto cenno.  Inoltre, essi sono apparsi suscettibili di ulteriore miglioramento, quando valutati alla luce dei dati clinici e del tipo istologico del tumore.   In ogni caso, essi confermavano ancora una volta l’idea che il cancro ha un’odore, chiudendo così un’intero cerchio della medicina, iniziato allorché  i medici cominciarono ad odorare l’alito dei pazienti per riconoscere l’odore dei funghi (tubercolosi) o di dolce (diabete).

Per chi volesse saperne di più, riportiamo, qui di seguito, l’abstract originale dello studio, con la traduzione dei passi più significativi, e un commento finale:

Exhaled breath analysis with a colorimetric sensor array for the identification and characterization of lung cancer.

Mazzone PJ, Wang XF, Xu Y, Mekhail T, Beukemann MC, Na J, Kemling JW, Suslick KS, Sasidhar M.

Source

Respiratory Institute, Cleveland Clinic, Cleveland, Ohio 44195, USA. mazzonp@ccf.org

Abstract

INTRODUCTION: The pattern of exhaled breath volatile organic compounds represents a metabolic biosignature with the potential to identify and characterize lung cancer. Breath biosignature-based classification of homogeneous subgroups of lung cancer may be more accurate than a global breath signature. Combining breath biosignatures with clinical risk factors may improve the accuracy of the signature. Il profilo dei composti chimici volatili presenti nell’alito ha il potenziale di identificare  e caratterizzare diversi tipi di cancro del polmone.  La combinazione delle caratteristiche cliniche al profilo di sostanze volatili nell’alito ne può migliorare la resa diagnostica.

OBJECTIVES: To develop an exhaled breath biosignature of lung cancer using a colorimetric sensor array and to determine the accuracy of breath biosignatures of lung cancer characteristics with and without the inclusion of clinical risk factors. Obiettivi dello studio: identificare dei profili di composti chimici volatili utilizzando un sensore basato su una serie colorimetrica e verificarne l’accuratezza diagnostica.

METHODS: The exhaled breath of 229 study subjects, 92 with lung cancer and 137 controls, was drawn across a colorimetric sensor array. Logistic prediction models were developed and statistically validated based on the color changes of the sensor. Age, sex, smoking history, and chronic obstructive pulmonary disease were incorporated in the prediction models.  Nello studio furono inclusi 229 soggetti, 92 con cancro del polmone e 137 controlli sani. Dai cambiamenti di colore del sensore vennero ricavati -e statisticamente validati-  alcuni modelli predittivi, che includevano alcune informazioni cliniche fra le quali: età, sesso, storia di fumo e di malattie ostruttive del polmone.

RESULTS: The validated prediction model of the combined breath and clinical biosignature was moderately accurate at distinguishing lung cancer from control subjects (C-statistic 0.811). The accuracy improved when the model focused on only one histology (C-statistic 0.825-0.890). Individuals with different histologies could be accurately distinguished from one another (C-statistic 0.864 for adenocarcinoma versus squamous cell carcinoma). Moderate accuracies were noted for validated breath biosignatures of stage and survival (C-statistic 0.785 and 0.693, respectively).  L’accuratezza diagnostica per il cancro al polmone dei modelli che includevano sia le caratteristiche dell’alito che quelle cliniche fu abbastanza buona (81%), mentre ancora migliore fu quella relativa alla distinzione fra le diverse forme istologiche di tumore (86%).  Fu anche possibile il riconoscimento dello stadio di malattia e una valutazione della prognosi (78% e 69%, rispettivamente).

CONCLUSIONS: A colorimetric sensor array is capable of identifying exhaled breath biosignatures of lung cancer. The accuracy of breath biosignatures can be optimized by evaluating specific histologies and incorporating clinical risk factors.  L’analisi dell’alito con sensore colorimetrico è in grado di indentificare il cancro ai polmoni.  Tale capacità può essere ulteriormente migliorata valutando particolari tipi istologici ed incorporando nell’analisi le informazioni riguardanti i fattori di rischio.

COMMENTO del dr. Gianfranco Buccheri:

La possibilità di fare una diagnosi precoce (o addirittura uno screening), mediante un semplice apparecchietto con strisce di carta a colori o mediante il  fiuto di un cane, è chiaramente affascinante.  Ma ci vuole prudenza nella interpretazione di questi primi studi.  Infatti, l’accuratezza diagnostica delle metodiche “alternative”, fin qui ottenuta, rimane ancora insoddisfacente sia per la diagnosi (che non può essere che certa e istologicamente confermata), sia per lo screening (che per definizione necessita di una sensibilità diagnostica, definita come percentuale di diagnosi di cancro in chi lo ha davvero, vicina al 100%).…  Per ora, la broncoscopia e le altre metodiche bioptiche rimangono lo standard per una diagnosi che preluda a un trattamento oncologico attivo e la TAC spirale continua ad essere -senza discussioni-  lo standard per lo screening (si veda a questo riguardo un recente nostro articolo:  http://www.alcase.it/2011/08/screening-opinione-di-prestigio/).

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