Fig. 1
Fig. 2
NASO ELETTRONICO PER LA
DIGNOSI NON INVASIVA DEL MELANOMA
R. Bono – Istituto Dermopatico dell’Immacolata IRCCS Roma
Il melanoma è una forma tumorale generata dalle cellule melanocitarie. Malgrado negli ultimi anni, l’educazione verso la capacità di autodiagnosi e l’informazione verso il rischio di una continua esposizione ai raggi UV siano divenute molto consistenti, l’incidenza di questo tumore è costantemente in aumento, soprattutto nelle regioni caucasiche. Tuttavia si riscontra un’incidenza di 30 nuovi casi all’anno ogni 100000 abitanti in Australia e Nuova Zelanda, molto più alta rispetto ai 3 nuovi casi all’anno ogni 100000 per l’America Latina. Per quanto riguarda l’Italia l’incidenza che riguarda soprattutto il sesso femminile è di 7.5 casi per 100000 abitanti. D’altra parte la mortalità è costantemente diminuita negli ultimi 30 anni, grazie anche allo sviluppo di nuove tecnologie per la diagnosi precoce e ai continui miglioramenti dal punto di vista medico nelle tecniche chirurgiche.
Ad oggi l’unica efficace terapia del Melanoma è quella chirurgica ed è risolutiva quando un melanoma viene asportato precocemente poiché purtroppo ne la terapia medica-oncologica ne la radioterapia riescono ad incidere sostanzialmente sul melanoma avanzato e/o metastatico.
Al fine di arrivare sempre più precocemente alla diagnosi di melanoma, l’abilità diagnostica del dermatologo negli ultimi anni è stata affiancata da diverse metodiche “non invasive” basate sull’interpretazione di immagini. Al primo posto troviamo la dermatoscopia che, con i suoi criteri semeiologici e i consequenziali algoritmi diagnostici, permette di migliorare la qualità diagnostica clinica dal 5 al 30% (3). Sistemi digitali che utilizzano immagini in epiluminescenza permettono il follow up di lesioni pigmentate con asportazioni chirurgiche mirate solo a quelle lesioni che nel tempo presentino modificazioni significative (4-5).
Recentemente si sta applicando la microscopia laser confocale allo studio delle lesioni pigmentate con iniziali risultati incoraggianti (6).
Si sa dai dati riportati in letteratura che la sensitività diagnostica clinica del melanoma si aggira intorno al 70% con un 30% circa di falsi negativi. Dopo l’esame dermoscopico rimane un gruppo (circa l’8%) di falsi negativi (featureless) in cui rientrano sia i melanomi “nevus like”, cioè quelli che ancora non hanno espresso le caratteristiche cliniche e dermoscopiche del melanoma e quindi “sembrano nevi”, sia i melanomi i “hypomelanotic” in cui solo alcune caratteristiche del reticolo vascolare, quando presente, danno l’idea del Melanoma (7). Quindi ad oggi tutte le tecniche diagnostiche per immagini non offrono una garanzia diagnostica del 100%. A tal proposito una metodica diagnostica non invasiva che sfrutta un altro organo sensoriale potrebbe colmare il gap rimasto.
L’utilizzo di immagini cromatiche a scopo diagnostico suggerisce lo studio di una fonte di informazione inusuale ma potenzialmente molto ricca quale l’immagine “olfattiva”. E’ noto fin dall’antichità che l’odore del corpo è strettamente legato al metabolismo. Patologie più o meno gravi possono modificare l’odore dei prodotti di scarto del corpo stesso:sudore, urine, espirato etc.
Per quanto riguarda il melanoma in letteratura è nota l’abilità dell’olfatto dei cani nel riconoscere anomalie dovute a patologie gravi della pelle. Su queste basi si è pensato di analizzare lo spazio di testa delle lesioni cutanee come fonte di informazione della natura della lesione stessa. Il dispositivo noto come “naso elettronico” progettato all’Università di “Tor Vergata” permette tramite una matrice di sensori chimici basati su microbilance al quarzo ricoperte con differenti metallo-prfirine di analizzare lo spazio di testa della lesione e data la non-selettività dei sensori di fornire un pattern per il campione analizzato che costituisce la sopra citata ‘immagine olfattiva’.
Tramite un opportuno protocollo per l’estrazione dello spazio di testa del campione si è provveduto all’analisi di soggetti affetti da lesioni cutanee subito dopo l’epiluminescenza e prima dell’intervento chirurgico e dell’esame istologico. Per ogni lesione sono state eseguite 2 misure: una sulla lesione e l’altra nelle immediate vicinanze. Le 2 misure vengono poi trattate in maniera differenziale (vedi fig.1).
La sperimentazione ha riguardato finora 40 individui di cui 10 presumibilmente affetti da melanoma e sottoposti ad intervento chirurgico e 30 da nevi. Sui 7 soggetti affetti presumibilmente da melanoma la misura è stata ripetuta 2 settimane dopo l’intervento chirurgico. Di questi, 6 sono risultati positivi all’esame istologico mentre 1 è risultato istologicamente negativo (vedi fig. 2).
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Fig. 1 |
Fig. 2 |
Questi risultati di natura medica sono stati successivamente confrontati con i modelli matematici ottenuti con le risposte del naso elettronico. I risultati hanno evidenziato la possibilità di discriminare i soggetti affetti da nevi e quindi sani, dai soggetti sottoposti ad intervento chirurgico e quindi presumibilmente affetti da un melanoma. Nel gruppo di individui operati per l’asportazione del melanoma due sono stati identificati come soggetti sani; per questi due casi, una successiva analisi dei referti istologici ha evidenziato in un caso un melanoma in fase iniziale e di difficile identificazione (se non grazie alla valutazione clinica di un medico esperto), mentre nel secondo caso la benignità della lesione. L’aspetto forse più interessante è l’analisi delle misure effettuate dopo l’intervento chirurgico. Tali misure sono state tutte classificate come appartenenti a soggetti sani. La corretta classificazione è stata successivamente confermata dal referto medico con il buon esito dell’intervento.
Gli sviluppi futuri in questa direzione riguardano oltre ad analizzare un maggior numero di melanomi, l’analisi analitica dello spazio di testa del melanoma, del nevo, e della cute sana mediante tecniche gas-cromatografiche. Questo permetterebbe di ottenere un riscontro ai dati ottenuti con il naso elettronico, sui VOCs presenti nello spazio di testa del melanoma e perciò una possibile evoluzione del metodo sperimentale verso lo studio delle ragioni alla base delle discriminazioni operate.
REFERENCES
[1] J.A.J. Brunik, C. Di Natale, F. Bungaro, F.A.M. Davide, A. D’Amico, R. Paolesse, T. Boschi, M. Faccio, T. Ferri,’The application of metalloporphyrins as coating material for quartz microbalance-based chemical sensors’, Analytica Chimica Acta 325 (1996) 53-64.
[2] A. D’Amico, C. Di Natale, R. Paolesse, ‘Portrait of gasses and liquids by arrays of nonpspecific chemical sensors: trends and perspectives’, Sensors and Actuators B 68 (2000) 324-330.
[3] D. Pickel, G.P. Manucy, D.B. Walker, S.B. Hall, J.C. Walker, ‘Evidence of canine olfactory detection of melanoma’, Applied Animal Behaviour Science 89 (2004) 107-116.
[4] A. P. F. Turner, N. Magan, ‘Electronic noses and disease diagnostic’, Nature review, Microbiology, vol.2, Feb. 2004, pp. 161-166.
[5] Phillips, M. et al. ‘Detection of lung cancer with volatile markers in the breath’. Chest 123, 1788–1792 (2003).
[6] C. Di Natale, A. Macagnano, E. Martinelli, R. Paolesse, G. D’Arcangelo, C. Roscioni, A. Finazzi Agrò, A. D’Amico ‘Lung cancer identification by analysisof breath by means of an array of non-selective gas sensors’. Biosensors and Bioelectronics 18, 1209–1218 (2003).
[7] C. Di Natale, A. Macagnano, R. Paolesse, E. Tarizzo, A. Mantini, A. D’Amico, ‘Human skin odour Analysis by means of an electronic nose’, Sensors and Actuators B 65 (2000) 216-219.