Il futuro della diagnostica per immagini

Questo neologismo derivato dalla crasi delle parole “terapia” e “diagnosi”, esprime bene il fine ultimo delle tecnologie minute consistenti in nanoveicoli da 1 a 100 nanometri – un milionesimo di mm – capaci di convogliare, nelle strutture molecolari di bersagli patologici, sostanze attive quali farmaci, ma anche simultaneamente agenti di contrasto che consentono di valutarne, con le corrispettive tecniche dell’imaging diagnostico, la concentrazione e l’efficacia terapeutica nel tempo. Perciò, Ecografia, Tomografia Computerizzata, CT-PET, SPECT e, specialmente, Risonanza Magnetica con adatti agenti di contrasto inclusi nelle nano-particelle terapeutiche potranno diventare strumenti simultanei di diagnosi e cura in quanto capaci di monitorare, e quindi di regolare in tempo reale, terapie farmacologiche selettive e personalizzate, specie nel campo dell’oncologia.

Infatti, queste nano-particelle adattate strutturalmente per raggiungere specifici e molteplici recettori del bersaglio patologico neoplastico, sembrano molto promettenti nel drug-delivery personalizzato, in quanto capaci di superare l’eterogeneità molecolare dei tumori e la loro resistenza adattativa, fattori che attualmente limitano l’efficacia della chemioterapia tradizionale a causa della sua genericità. In questo campo c’è un gran fervore di ricerca scientifica per sviluppare da un lato l’identificazione dei recettori specifici cellulari e molecolari dei tessuti malati e dall’altro l’ingegnerizzazione chimicofisico- biologica di nano-vettori privi di tossicità e capaci di superare le naturali barriere biologiche (pareti dei vasi sanguigni, intrappolamento negli organi, rimozione da parte dei fagociti, ecc.) per il raggiungimento di bersagli specifici. Inoltre, si stanno sviluppando studi su nuovi veicoli teranostici come le nanoparticelle magnetiche. Queste non solo possono fornire il dettaglio dell’imaging RM del bersaglio (T1 e/o T2w), ma anche indurre, per l’azione di un campo magnetico esterno, un’ipertermia locale, essa stessa ad azione antitumorale, o un’ipertermia che provochi il rilascio mirato di farmaci da parte delle nano-particelle rese strutturalmente termosensibili, o ancora il movimento e il trasporto di oggetti biologici e l’attivazione di specifiche funzioni cellulari.

Anche altri veicoli teranostici sono indagati in studi preclinici. Ad esempio, le microbolle, attualmente impiegate come mezzo di contrasto in ecografia, possono avere la loro superficie esterna corredata di nano-particelle a loro volta con anticorpi o specifici ligandi, che si combinano con vari recettori cellulari per il drug-delivery mirato. Le stesse microbolle sollecitate da un fascio esterno di ultrasuoni di adeguata energia, possono emettere forze acustiche che inducono trombolisi o che rendono permeabili alcune barriere biologiche a farmaci o geni.

Interessanti studi multidisciplinari preclinici riguardano il drug-delivery ottenuto combinando l’azione di Ultrasuoni Focalizzati guidati da Risonanza Magnetica dall’esterno con nano-capsule termosensibili iniettate e.v. Altri studi su modelli animali combinano US focalizzati transcranici, e somministrazione parenterale di microbolle, cui consegue permeabilità temporanea della barriera ematoencefalica, per il drug-delivery nel tessuto cerebrale. Un’altra interessante linea di ricerca nano-tecnologica riguarda le terapie cellulari. Si tratta della tracciabilità cellulare ottenuta con nano-particelle endocellulari contenenti ossido di ferro quale mezzo di contrasto superparamagnetico in RM, o mediante inserimento cellulare di un “reporter gene” che si esprime con peptidi individuabili con RM impiegando la tecnica CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer). Ad esempio, nelle terapie con cellule staminali di patologie dell’encefalo e del cuore, le stesse staminali nervose o cardiache iniettate, e nano-marcate, sono identificabili con imaging RM nel loro percorso verso il cervello, il midollo spinale o il cuore, consentendo una valutazione terapeutica.

Anche nella cura del cancro con vaccini, sarebbe possibile tracciare con RM le cellule del sistema immunitario inglobanti le cellule cancerose inattivate, impiegate come vaccino. Infine, nella terapia del diabete mediante trapianto di cellule beta pancreatiche, marcate con specifiche nano-magnetocapsule, che le proteggano dal sistema immunitario del ricevente, si renderebbe possibile l’imaging cellulare con RM per la valutazione del trapianto stesso.

Le tecnologie teranostiche in nanomedicina sono un interessante campo di ricerca preclinica che implica un alto grado di integrazione multidisciplinare tra chimica, fisica, biologia, farmacologia e medicina clinica avanzata. Alla luce degli sviluppi tecnologici in questo settore si riafferma la necessità di stretta collaborazione tra radiologi e clinici per integrare e mirare le conoscenze sempre più specialistiche per la qualità dei protocolli assistenziali.