Gli occhiali che vedono i tumori.

Gli occhiali che vedono i tumori: come funzionano davvero

L’espressione “occhiali che vedono i tumori” fa pensare a un dispositivo capace di riconoscere autonomamente le cellule tumorali. In realtà si tratta di una definizione giornalistica utilizzata per descrivere particolari visori chirurgici per immagini a fluorescenza.

Questi strumenti non sono normali occhiali e non formulano una diagnosi. Vengono indossati dal chirurgo durante l’intervento e possono rendere più visibili alcuni tessuti nei quali si è concentrato uno specifico agente fluorescente.

L’obiettivo è aiutare l’équipe medica a distinguere meglio, in tempo reale, determinate aree di tessuto durante l’operazione.

L’origine degli “occhiali che vedono i tumori”

Uno dei sistemi che ha reso popolare questa espressione è stato sviluppato dal gruppo di ricerca guidato da Samuel Achilefu, scienziato e ingegnere biomedico che all’epoca lavorava presso la Washington University di St. Louis.

Le prime notizie sul progetto risalgono al 2014. Contrariamente a quanto riportato nelle prime versioni di questo articolo, la tecnologia non rimase confinata agli esperimenti sugli animali: già in quegli anni vennero avviate le prime applicazioni sull’uomo.

Il sistema è stato successivamente studiato anche in pazienti sottoposte a interventi per tumore al seno, per osservare linfonodi sentinella e margini chirurgici. Si trattava comunque di sperimentazioni iniziali su un numero limitato di persone, non della dimostrazione che il dispositivo potesse riconoscere qualsiasi tumore.

Negli anni successivi la tecnologia si è evoluta e la chirurgia guidata dalla fluorescenza è diventata un importante campo di ricerca nell’imaging medico.

Come funziona la chirurgia guidata dalla fluorescenza

Il funzionamento del sistema si basa sulla combinazione di diversi elementi:

• un agente fluorescente somministrato al paziente;

• una sorgente luminosa capace di eccitare tale sostanza;

• una telecamera sensibile alla fluorescenza emessa;

• un sistema informatico che elabora le immagini;

• un visore indossato dal chirurgo.

La fluorescenza utilizzata in questi sistemi può trovarsi in una parte dello spettro luminoso non percepibile direttamente dall’occhio umano, come il vicino infrarosso. Le telecamere rilevano il segnale e il sistema lo rappresenta con un colore visibile, sovrapponendolo all’immagine reale del campo operatorio.

Il chirurgo può così osservare contemporaneamente il tessuto e il segnale prodotto dall’agente fluorescente.

È però importante precisare che non esiste un colorante universale capace di aderire esclusivamente a tutte le cellule tumorali. Il comportamento dell’agente dipende dalla sostanza utilizzata, dalle caratteristiche biologiche del tumore e dal tipo di tessuto esaminato.

A cosa possono servire questi visori durante un intervento

Uno dei problemi della chirurgia oncologica è stabilire con precisione dove termini il tessuto tumorale e dove inizi quello sano.

Quando i margini del tessuto rimosso risultano positivi, cioè quando vengono rilevate cellule tumorali vicino al bordo del campione, può rendersi necessario un ulteriore trattamento o un nuovo intervento. La frequenza di questa eventualità varia in base al tumore, alla procedura eseguita e alle caratteristiche individuali del caso.

I sistemi di imaging a fluorescenza possono fornire al chirurgo un’informazione aggiuntiva utile per:

• individuare determinate aree sospette;

• osservare alcuni margini chirurgici;

• identificare linfonodi o strutture anatomiche;

• orientarsi durante la rimozione del tessuto;

• controllare il campo operatorio in tempo reale.

La tecnologia ha quindi una funzione di supporto. Non sostituisce l’esperienza del chirurgo, gli esami diagnostici né l’analisi istologica eseguita dallo specialista in anatomia patologica.

Dalla sperimentazione ai primi utilizzi clinici

Nel 2017 è stato pubblicato uno studio sul sistema GAINS e sui primi impieghi nella chirurgia oncologica. Il dispositivo combinava un visore ottico con immagini generate attraverso la fluorescenza nel vicino infrarosso.

Da allora sono stati sviluppati altri sistemi indossabili, telecamere chirurgiche e dispositivi di realtà aumentata progettati per mostrare informazioni direttamente nel campo visivo dell’operatore.

Parallelamente è proseguita la ricerca sugli agenti fluorescenti. Alcune sostanze hanno ricevuto autorizzazioni regolatorie per impieghi intraoperatori specifici. Un esempio è il pafolacianine, commercializzato negli Stati Uniti come Cytalux, approvato per aiutare a identificare determinate lesioni durante alcuni interventi per tumore ovarico e polmonare.

Questo non significa che siano stati approvati degli occhiali capaci di rilevare indistintamente qualsiasi forma di cancro. Le autorizzazioni riguardano agenti, dispositivi e indicazioni cliniche ben definite, valutati singolarmente.

Limiti degli occhiali per la fluorescenza tumorale

La rappresentazione colorata mostrata dal visore non costituisce da sola una diagnosi. Il segnale può dipendere da numerosi fattori e, in alcune circostanze, anche tessuti non tumorali possono produrre fluorescenza.

Tra i principali limiti della tecnologia rientrano:

• la capacità del segnale di attraversare i tessuti;

• la specificità dell’agente fluorescente;

• la diversa risposta dei vari tipi di tumore;

• la possibilità di falsi positivi o falsi negativi;

• la qualità delle immagini;

• la necessità di integrare il sistema nel normale lavoro della sala operatoria.

Per queste ragioni, le informazioni offerte dal visore devono essere interpretate da personale specializzato e confrontate con gli altri dati clinici e diagnostici.

L’esame istologico del tessuto rimane fondamentale per stabilire la natura delle cellule prelevate.

Non sono occhiali destinati al pubblico

Questi strumenti non devono essere confusi con occhiali da vista, smart glasses o dispositivi utilizzabili autonomamente dal paziente.

Sono apparecchiature mediche progettate per la sala operatoria e impiegate da équipe adeguatamente formate. Il loro utilizzo richiede inoltre agenti fluorescenti specifici, protocolli clinici e dispositivi autorizzati per una determinata applicazione.

Non possono essere utilizzati per controllare la propria salute, individuare un tumore dall’esterno o sostituire visite, esami diagnostici e programmi di prevenzione.

Un aiuto tecnologico per il chirurgo, non una vista infallibile

Gli “occhiali che vedono i tumori” rappresentano un’applicazione interessante dell’ottica, dell’imaging molecolare e della realtà aumentata alla chirurgia.

Rispetto alle prime sperimentazioni, la ricerca ha compiuto progressi importanti e alcune tecnologie basate sulla fluorescenza sono entrate in specifici percorsi clinici. Rimangono tuttavia strumenti di supporto, con indicazioni e limiti precisi.

È quindi più corretto considerarli visori capaci di mostrare al chirurgo un segnale fluorescente anziché occhiali che riconoscono autonomamente il cancro. La decisione clinica continua a dipendere dalla valutazione degli specialisti e dagli esami necessari per ogni singolo caso.