Una tecnologia non invasiva, sviluppata da scienziati dell’INRS e dell’Università di Montréal, potrebbe rivoluzionare la diagnosi precoce dei micromelanomi, riducendo le biopsie non necessarie.

 

La diagnosi precoce del melanoma, prima che la lesione diventi clinicamente visibile, rappresenta una delle principali sfide della dermatologia contemporanea.

In questo contesto, un gruppo di ricercatori dell’Università di Montréal e dell’Institut national de la recherche scientifique (INRS) dell’Università del Québec ha sviluppato una tecnologia innovativa che potrebbe migliorare significativamente le capacità di individuazione precoce dei tumori cutanei.

Il sistema, denominato SMEAR-ULM, è una piattaforma avanzata in grado di identificare le neoplasie della pelle nelle fasi iniziali attraverso la misurazione di minime variazioni di temperatura sulla superficie cutanea. I risultati dello studio, coordinato dal professor Jinyang Liang dell’INRS, sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Sensors.

La ricerca è stata realizzata grazie a una collaborazione interdisciplinare che ha coinvolto diversi gruppi di ricerca. Tra questi figurano il team guidato dal professor Fiorenzo Vetrone dell’INRS e, presso l’Università di Montréal, quelli coordinati dal professor David Brambilla, specialista in farmacologia, e dal professor Sylvain Meloche, esperto in medicina.

Secondo gli autori dello studio, questa tecnologia potrebbe avere un impatto rilevante nel campo della diagnosi precoce dei tumori cutanei, contribuendo a migliorare l’efficacia degli strumenti di screening e delle strategie di prevenzione.

Consentendo una valutazione rapida, diretta e non invasiva delle lesioni cutanee sospette, questa tecnologia potrebbe ridurre le biopsie non necessarie, migliorare l’accuratezza della diagnosi precoce e supportare il processo decisionale clinico.

“Il nostro obiettivo è fornire uno strumento minimamente invasivo per individuare melanomi molto piccoli, ma comunque aggressivi“ – ha affermato Liang, autore senior dello studio, specializzato in imaging ultraveloce e biofotonica presso l’INRS – “A causa delle loro piccole dimensioni, certi melanomi vengono solitamente esclusi dall’esame visivo clinico, il che significa che la minaccia non viene monitorata tempestivamente. Vogliamo individuarli, in modo che si possa intervenire il prima possibile.” 

“Sebbene questo studio sia stato condotto sui topi, questo modello animale riproduce le alterazioni genetiche osservate nei melanomi umani e potrebbe quindi potenzialmente essere utile per i pazienti”, ha aggiunto Meloche, ricercatore presso l’Istituto di ricerca in immunologia e cancro dell’Università di Montréal e coautore principale dello studio.

Questo approccio ridefinisce anche il ruolo della temperatura nella diagnosi del cancro. Sebbene sia noto che i tumori generino più calore a causa della loro maggiore attività metabolica, questo segnale è stato tradizionalmente troppo impreciso per essere utilizzato come marcatore diagnostico. SMEAR-ULM cambia le cose trasformando sottili variazioni termiche in un segnale altamente sensibile e misurabile.

Il cuore del sistema è costituito da un cerotto di microaghi indolori che depositano nanoparticelle specializzate appena sotto la pelle. Queste nanoparticelle formano un “tatuaggio intelligente” temporaneo che si comporta come una serie di termometri microscopici. Quando illuminate con luce nel vicino infrarosso, le nanoparticelle emettono luce visibile. È fondamentale notare che la durata di questa emissione luminosa, ovvero per quanto tempo persiste, dipende direttamente dalla temperatura locale. Poiché le cellule tumorali consumano più ossigeno e nutrienti rispetto alle cellule sane, producono calore in eccesso, che può essere rilevato attraverso questo segnale ottico.

Grazie a un sistema di imaging ultraveloce, il tatuaggio intelligente SMEAR-ULM cattura tutte queste informazioni in un’unica istantanea ad alta velocità, generando una mappa termica dettagliata con risoluzione spaziale submillimetrica e sensibilità alla temperatura inferiore al grado.

“Acquisiamo tutte le informazioni necessarie per una mappa termica istantanea in un singolo scatto, il che rende il metodo rapido e affidabile per monitorare continuamente le risposte termiche anomale nei piccoli melanomi, anche in condizioni in vivo complesse”, ha affermato Yingming Lai, studentessa laureata presso l’INRS e prima autrice dello studio.

Grazie a questo approccio, i ricercatori sono riusciti a individuare i micromelanomi già a quattro giorni di vita, una fase in cui sono in genere troppo piccoli per essere identificati con le tecniche di imaging convenzionali. Al contrario, i metodi convenzionali di termografia si basano su tecnologie a infrarossi che presentano una risoluzione spaziale limitata e livelli di rumore elevati. Di conseguenza, solitamente rilevano solo tumori di dimensioni superiori a 5 millimetri, lesioni già visibili a occhio nudo. Inoltre, gli attuali approcci di rilevamento basati su microaghi richiedono misurazioni ripetute, limitandone l’utilizzo su soggetti viventi.

Il tatuaggio intelligente SMEAR-ULM supera queste limitazioni combinando la codifica a microaghi, le nanoparticelle dopate con terre rare e l’imaging ottico ultraveloce in un sistema in grado di effettuare una mappatura termica in vivo in tempo reale e con un singolo scatto. Secondo i ricercatori, questa scoperta trasforma di fatto la temperatura cutanea da indicatore secondario in un preciso biomarcatore diagnostico per il melanoma in fase iniziale. Oltre al rilevamento del cancro della pelle, la loro piattaforma potrebbe essere adattata per mappare altri parametri fisiologici, come il pH o le concentrazioni ioniche, aprendo nuove possibilità nell’imaging e nella diagnostica biomedica.