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Data documento: ultimo aggiornamento: 3 gennaio 2020

An innovative method to detect cancerous cells in blood
Un metodo innovativo per rilevare le cellule cancerose nel sangue

Current methods for identifying specific types of cells in blood require laborious biomarker labelling techniques.
Gli attuali metodi per identificare specifici tipi di cellule nel sangue richiedono laboriose tecniche di marcatura di biomarcatori.

An EU-funded project has developed an innovative label-free system based on electrical signals for detecting rare tumour cells.
Un progetto finanziato dall’UE ha sviluppato un sistema innovativo senza marcature basato su segnali elettrici per il rilevamento di cellule tumorali rare.

HEALTH
SALUTE

Rare cells that originate in tumours can travel in the bloodstream and sometimes spread to other organs in the body.
Le cellule rare che hanno origine nei tumori possono viaggiare nel flusso sanguigno e a volte si diffondono in altri organi del corpo.

But because circulating tumour cells (CTCs) are so rare, detecting them is like finding a needle in a haystack.
Ma poiché le cellule tumorali circolanti (CTC) sono davvero rare, individuarle è come trovare un ago in un pagliaio.

“Only a few cells in 1 ml of blood are CTCs while there are millions or even billions of other cells including white blood cells and red blood cells,” says pureCTC project coordinator Wim de Malsche, a professor in the department of chemical engineering at the Free University of Brussels (VUB), Belgium.
«Solo poche cellule in 1 ml di sangue sono CTC, mentre ci sono milioni o addirittura miliardi di altre cellule, tra cui i globuli bianchi e i globuli rossi», afferma il coordinatore del progetto PureCTC Wim de Malsche, professore del dipartimento di ingegneria chimica presso la Libera Università di Bruxelles (VUB), in Belgio.

“It is not that easy to detect all kinds of cancers.”
«Non è così facile rilevare tutti i tipi di cancro».

Existing systems for detecting specific types of cells all involve prior biomarker labelling.
I sistemi esistenti per il rilevamento di specifici tipi di cellule comportano tutti una marcatura preliminare dei biomarcatori.

But with wide variation in CTCs this would be cumbersome and complex to use.
Ma a causa dell’ampia variazione delle CTC questo risulterebbe indaginoso e complesso da utilizzare.

>>>  In order to bypass labelling and produce a generic method that can detect CTCs from many different types of cancers, the project developed a microfluidic platform for high throughput screening to identify and isolate CTCs at the single-cell level using electrochemical methods.
Al fine di bypassare la marcatura e produrre un metodo generico in grado di rilevare le CTC provenienti da molti tipi diversi di tumori, il progetto ha sviluppato una piattaforma microfluidica per lo screening ad alto rendimento per identificare e isolare le CTC a livello di singola cellula utilizzando metodi elettrochimici.

Label-free system
Sistema senza marcatura

Different cancer cells have different electrical properties that can be detected by electrical signals.
Le diverse cellule tumorali hanno proprietà elettriche diverse che possono essere rilevate da segnali elettrici.

A technique known as electrochemical impedance spectroscopy was used to identify the CTCs.
Per identificare le CTC è stata utilizzata una tecnica nota come spettroscopia di impedenza elettrochimica.

“As those cells flow by, you apply an oscillating electrical signal and you get an output from that.
«Man mano che quelle cellule scorrono, si applica un segnale elettrico oscillante e si ottiene un risultato.

Based on that signature you can discriminate those cancer cells from white blood cells and red blood cells,” de Malsche explains.
Sulla base di questa caratteristica è possibile discriminare le cellule tumorali dai globuli bianchi e dai globuli rossi», ha spiegato de Malsche.

“We have developed a platform that consists of two coupled devices,” says Sertan Sukas, currently a postdoctoral researcher at the department of biomedical engineering at Eindhoven University of Technology, the Netherlands.
«Abbiamo sviluppato una piattaforma che consiste in due dispositivi associati», afferma Sertan Sukas, attualmente ricercatore post-dottorato presso il dipartimento di ingegneria biomedica del Politecnico di Eindhoven, nei Paesi Bassi.

He received a Marie Sklodowska-Curie programme grant for 2 years to set up a special interdisciplinary laboratory at VUB for the project.
Egli ha ricevuto una borsa di studio del programma Marie Sklodowska-Curie per 2 anni per creare uno speciale laboratorio interdisciplinare presso il VUB per il progetto.

“The first component is to stream the blood sample in and do pre-enrichment, using acoustofocusing or acoustophoresis;
«Il primo componente serve a incanalare il campione ematico e procedere al pre-arricchimento, utilizzando l’acustofocalizzazione o l’acustoforesi;

the second part is the detector which consists of integrated electrodes for impedance sensing,” Sukas says.
il secondo componente è il rivelatore che consiste in elettrodi integrati per il rilevamento dell’impedenza», ha dichiarato Sukas.

Acoustophoresis uses sound waves to move particles.
L’acustoforesi si avvale di onde sonore per far migrare le particelle.

The single cells can then be streamed through the detector’s electrodes to identify the electrical properties on a cell-by-cell basis.
Le singole cellule possono poi essere fatte passare attraverso gli elettrodi del rivelatore per individuare le proprietà elettriche cellula per cellula.

Early phase
Fase iniziale

Experiments were based on blood from healthy people mixed with cancer cells.
Gli esperimenti si sono basati su sangue di persone sane misto a cellule tumorali.

“At laboratory scale we have proof of concept,” Sukas says.
«In scala da laboratorio abbiamo la prova di concetto», dice Sukas.

“We are still at an early phase and have only worked with cancer cell lines for now.
«Siamo ancora in una fase iniziale e per ora abbiamo lavorato solo con linee cellulari cancerogene.

But later on, the electrical properties can be matched to the properties of the cells,” Sukas explains.
Ma in seguito, le proprietà elettriche possono essere abbinate alle proprietà delle cellule», ha spiegato Sukas.

“We have not yet been able to work with patient samples from hospitals, so we need to go to the next step to show it clinically.”
«Non siamo ancora riusciti a lavorare con i campioni dei pazienti degli ospedali, quindi dobbiamo passare alla fase successiva per dimostrarlo clinicamente».

“We will try to identify a few types of cancer and create a library.
«Cercheremo di identificare alcuni tipi di cancro e di creare una libreria.

But we don’t have that data yet:
Ma non abbiamo ancora quei dati:

– to do that first you need an optimised sensor and we are still working on that.”
per poterlo fare è necessario prima un sensore ottimizzato e ci stiamo ancora lavorando».

As Sukas says:
Come afferma Sukas:

“In the end, we developed a sensitive electrical detection system which shows the potential of discriminating CTC tumour cells from the rest of the blood cells and also has the potential to be used as a haematology analyser, typically to inform about the content of the white blood cells.”
«Alla fine, abbiamo sviluppato un sistema di rilevamento elettrico sensibile che mostra il potenziale di discriminazione delle cellule tumorali CTC dalle altre cellule ematiche e ha anche il potenziale per essere utilizzato come analizzatore ematologico, generalmente per informare sul contenuto dei globuli bianchi».

“Using a label-free system allows you to do further analysis,” Sukas adds, noting it is more sensitive than a typical biomarker labelling system.
«L’utilizzo di un sistema senza marcature consente di effettuare ulteriori analisi», ha aggiunto Sukas, notando che è più sensibile di un tipico sistema di marcatura con biomarcatori.

A patent application is pending on the device.
Il dispositivo è in attesa di brevetto.

N.B. I testi tratti dai siti dell’Unione Europea sono spesso densi di link interni molto interessanti. Chi li volesse esplorare può utilizzare i nostri due link a inizio pagina che rinviano rispettivamente alla versione ufficiale inglese e italiana di questo testo su uno dei siti dell’Unione Europea.