Medicina personalizzata: trattamento dell'ictus acuto
Se un coagulo di sangue nel cervello blocca l'apporto di ossigeno, le persone colpite subiscono un ictus acuto. Ogni minuto è importante quando si tratta di un trattamento. Un team dell'Empa, dell'Ospedale universitario di Ginevra e della Clinica Hirslanden sta attualmente sviluppando una procedura diagnostica che consentirà di avviare un trattamento personalizzato il più rapidamente possibile, come scrivono nella rivista "Scientific Reports".
Un attimo prima tutto sembra normale, un attimo dopo l'afflusso di sangue a intere aree del cervello è bloccato: Quando un coagulo ostruisce un vaso sanguigno, l'apporto di ossigeno alle cellule nervose si interrompe e la persona colpita subisce un ictus acuto. Questa condizione pericolosa per la vita può manifestarsi in molti modi diversi: Dalla paralisi muscolare alla perdita dell'udito o della vista, fino alla perdita di coscienza. Ma una cosa è sempre chiara: si tratta di un'emergenza medica e il tempo necessario per eliminare l'ostruzione vascolare deve essere il più breve possibile per salvare il maggior numero possibile di cellule nervose dalla morte. Questo è l'unico modo per prevenire danni neurologici permanenti.
Non è sempre facile determinare quale sia il metodo di trattamento più adatto in un momento così urgente. Sulla base dell'analisi a raggi X e della microscopia elettronica, un team dell'Empa, dell'Ospedale Universitario di Ginevra e della Clinica Hirslanden sta attualmente sviluppando un metodo che dovrebbe consentire di determinare la terapia ottimale in tempi molto brevi. Un primo studio è stato pubblicato sulla rivista "Scientific Reports". Questi dati dovrebbero costituire la base per un trattamento su misura nel senso della medicina personalizzata.
Radiografia di ogni singola cella
Il motivo: non tutti i coaguli di sangue sono uguali; a seconda del tipo, possono aggregarsi diversi tipi di cellule. A seconda della predominanza di globuli rossi o bianchi o della percentuale di fibre di fibrina contenenti proteine, il trombo ha proprietà completamente diverse. Inoltre, i trombi differiscono notevolmente nella loro forma. Un trombo lungo 15 millimetri che non riempie completamente un vaso sanguigno ha proprietà meccaniche diverse da un coagulo lungo solo pochi millimetri ma che blocca completamente un vaso e paralizza l'apporto di sangue alle aree cerebrali retrostanti. Il trattamento ottimale dipende da queste differenze, che si tratti della dissoluzione del coagulo con farmaci o dell'uso di un cosiddetto stent retriever, una sorta di piccola canna da pesca con cui il trombo può essere "ripescato" dal vaso sanguigno e il cui materiale può essere selezionato in modo diverso a seconda del trombo.
In radiologia, la tomografia computerizzata convenzionale è attualmente utilizzata per prendere una decisione terapeutica. Tuttavia, le immagini della testa del paziente difficilmente consentono di trarre conclusioni sui dettagli di un coagulo, poiché gli oggetti fatti di materiale simile non possono essere differenziati l'uno dall'altro o risolti spazialmente. Nella pratica clinica quotidiana, inoltre, dobbiamo accontentarci di dettagli limitati a circa 200 micrometri.
Non è questo il caso dei metodi di laboratorio utilizzati dai ricercatori del nuovo studio: Il team, composto da Robert Zboray, Antonia Neels e Somayeh Saghamanesh del Centre for X-Ray Analytics dell'Empa, ha esaminato diversi coaguli di sangue rimossi da pazienti durante interventi neurochirurgici. A questo scopo sono state combinate diverse tecnologie di laboratorio, ottenendo risultati virtuali in 3D con proprietà dettagliate e precedentemente sconosciute dei coaguli di sangue. "Abbiamo usato la micro-tomografia 3D per esaminare i singoli globuli rossi fino al micrometro", spiega Zboray, ricercatore dell'Empa. Tali tomografie con metodi a contrasto di fase producono un contrasto più forte. Gli oggetti facili da penetrare, come i muscoli, il tessuto connettivo o i coaguli di sangue, possono così essere visualizzati in sfumature particolarmente fini e nella loro distribuzione spaziale.
Trombi calcificati
Altre tecnologie, come la microscopia elettronica a scansione e i metodi di diffrazione e diffusione dei raggi X, hanno fornito ulteriori informazioni fino alle strutture atomiche. È stato dimostrato per la prima volta che un trombo non è costituito solo da cellule del sangue e fili di fibrina, ma può anche essere inframmezzato da minerali come l'idrossiapatite, come è noto dalle pareti dei vasi nell'arteriosclerosi.
Tuttavia, queste informazioni dettagliate sulle caratteristiche di un coagulo di sangue arrivano troppo tardi se il trombo è già stato rimosso chirurgicamente. Inoltre, i nuovi dati acquisiti non possono essere confrontati a prima vista con le immagini e i risultati abituali dell'ospedale. Tuttavia, la digitalizzazione della medicina consente di modellare i dati in modo tale che un algoritmo possa leggere le informazioni dettagliate in futuro. "Per fare questo, dobbiamo esaminare un numero significativamente maggiore di trombi, in modo da poter utilizzare l'apprendimento automatico per riconoscere nuove caratteristiche e modelli di immagine relativi alla composizione dei coaguli, che possono poi essere trasferiti alle immagini dell'ospedale e quindi facilitare l'identificazione di diversi tipi di trombi", afferma Zboray.
Secondo l'obiettivo dei ricercatori, le immagini ospedaliere convenzionali potrebbero essere interpretate nel più breve tempo possibile come se il coagulo di sangue nella testa fosse stato analizzato in un laboratorio virtuale. In definitiva, ciò consentirà ai pazienti colpiti da ictus di ricevere più rapidamente un trattamento più preciso e personalizzato.
Fonte: Empa
