Citiți aici integral Ziarul de Sănătate nr. 16

Se anticipează că până în 2035, mortalitatea provocată de cancer va crește cu 24%

Astăzi, în afara examenului clinic, histopatologic și imagistic, stadializările și  monitorizarea  sunt total dependente de investigațiile moleculare proteogenomice, cu o etalare a frecvenței  lor în  funcție de profilul prognostic al afecțiunii.

Se anticipează că până în 2035, mortalitatea provocată de cancer va crește cu 24%, dacă nu se iau măsuri clare. Ca urmare, se fac eforturi considerabile și constante pentru  combaterea  acestei maladii care, aparent, este de necontrolat.

Dezvoltarea nanoștiinței și nanotehnologiei au permis ca ultimele două decenii să fie marcate de o nouă abordare în detecția și tratamentul cancerului. Mai ales după perioada pandemică, s-a realizat un salt considerabil în ceea ce privește cercetarea și inovarea în detectarea precoce și cât mai precisă a cancerului prin folosirea nanotehnologiei, generând așa numitele metode de nanodiagnosticare. Aceasta permite o înțelegere mai profundă a mecanismelor bolii și, în final, administrarea unui tratament adecvat și dacă este posibil personalizat.

Ca urmare, an de an se dezvoltă noi metode de diagnostic, specifice și cu sensibilitate mai  ridicată pentru detectarea diferitelor molecule (biomarkeri) prezente în fluidele biologice,  inclusiv în etapa de dezvoltare asimptomatică. Acest tip de analiză a fluidelor biologice poartă denumirea de biopsie lichidă. La nivel internațional, în ultima perioadă interesul  pentru acest tip de investigații a crescut în mod considerabil.

Pentru a răspunde acestor  provocări, oamenii de știință din întreaga lume depun eforturi fie pentru îmbunătățirea metodelor de diagnostic curente, fie pentru a dezvolta altele noi, folosind infrastructura de cercetare existentă în laboratoarele clinice și de cercetare. Între metodele de analiză care dețin un potențial aplicativ ridicat în cadrul biopsiei lichide se înscrie și spectroscopia RAMAN, respectiv Raman amplificată de suprafață (SERS).

Spectroscopia RAMAN/SERS ar putea oferi metode de diagnostic precoce a cancerului și urmărirea răspunsului la tratament

În cadrul proiectului „Creșterea și consolidarea excelenței în cercetarea biomedicală  interdisciplinară, în centrul de cercetare TRANSCEND” (ESEI-BioMed), finanțat de către Comisia Europeană prin programul H2020 pentru dezvoltarea nanomedicinei de la Institutul Regional de Oncologie din Iași (www.esei-biomed.eu) s-a propus deschiderea  unei  teme de cercetare axată pe dezvoltarea acestei metode de analiză la Iași de către titularul  ERA-Chair al proiectului ESEI-BioMed, Profesor Dr. habil. Rareș Ionuț Știufiuc, Profesor la Universitatea de Medicină și Farmacie „Iuliu Hațieganu” din Cluj-Napoca (https://www.esei-biomed.eu/era-chair/era-chair-holder).

„Spectroscopia RAMAN permite înregistrarea unei  amprente spectrale specific moleculară (molecular fingerprint) care ar putea să pună în  evidență existența unor biomarkeri tumorali  în diferite  fluide biologice, fapt care să  îmbunătățească în mod semnificativ atât detecția precoce a cancerului cât și urmărirea  răspunsului la tratament. Principiul fizic care stă la baza acestui  fenomen este reprezentat de interacțiunea dintre fotonii proveniți de la o sursă excitatoare  monocromatică (de ex. o sursă laser) și moleculele existente în fluidul biologic analizat. Semnalul specific molecular apare  atunci când fotonii incidenți cedează o parte a energiei lor  biomoleculelor cu care interacționează, inducându-le acestora moduri  specifice de vibrație. Marele inconvenient care a ținut această tehnică minunată departe de laboratoarele de analiză  utilizată în practica clinică curentă o reprezintă intensitatea  semnalului specific molecular (de mare interes clinic), care este una extrem de scăzută”, a explicat Profesor Dr. habil. Rareș Ionuț Știufiuc.

Se urmărește obținerea de nanomateriale plasmonice pe bază de argint și aur

Profesorul a menționat că: „Doar unul din aproximativ 1.000.000 de fotoni care interacționează cu biomoleculele de interes va ceda o parte din energia sa în vederea  inducerii acestor moduri de vibrație specific moleculare”.

Dezvoltarea metodelor de sinteză a diferitelor clase de nanoparticule și  nanostructuri hibride a reprezentat momentul în care aceste tehnici de spectroscopie  vibrațională ultrasensibilă au revenit în atenția marilor grupuri de cercetare mondiale.

„S-a observat că moleculele aflate în imediata vecinătate (la o distanță mai mică de 10 nm) a unor nanoparticule plasmonice (în general nanoparticule de metal nobil) vor avea  un  semnal Raman mult amplificat. Acest fenomen poartă denumirea de efect Raman amplificat de suprafață (Surface Enhanced Raman Spectroscopy – SERS). S-a demonstrat experimental că acest efect este capabil să pună în evidență prezența unor molecule în concentrații extrem de scăzute (~10-14 M), fapt care a declanșat o adevărată frenezie în rândul grupurilor de cercetare din întreaga lume. Marea provocare științifică care trebuie depășită în vederea utilizării acestei tehnici în practica clinică curentă este reprezentată de dezvoltarea substraturilor plasmonice nanostructurate capabile să genereze spectre reproductibile atunci când sunt analizate sisteme extrem de complexe ca și fluidele biologice”, a adăugat Prof. Știufiuc.

Studiul acestei teme a fost inițiat acum câteva luni, imediat după includerea în echipa de cercetare ERA-Chair a doi asistenți de cercetare, aflați sub coordonarea Prof. Știufiuc. Planul  științific include obținerea de nanomateriale plasmonice pe bază de argint și aur pentru care se vor studia dimensiunea nanoparticulelor și distribuția dimensiunii, sarcina de suprafață (pozitivă sau negativă), precum și forma lor (de ex.: sferice, stea, cuburi, bastonașe). Nanoparticulele obținute vor fi caracterizate din punct de vedere fizico-chimic dar și din perspectiva abilității de a amplifica semnalul RAMAN înainte de a fi utilizate pentru analiza  probelor biologice reale. În acest scop vor fi utilizate într-o primă fază molecule test (având  un spectru Raman cunoscut) urmând ca apoi complexitatea analiților să fie crescută. Un alt aspect crucial, legat de cercetarea fundamentală, care va fi luat în calcul, va fi reprezentat de studierea interacțiunii la scară nanometrică dintre speciile moleculare  și substraturile  plasmonice nanostructurate, știindu-se faptul că geometria de adsorbție poate să  influențeze  extrem de mult spectrele vibraționale înregistrate.

Până acum IRO a atras 2.875.000 € pentru cercetare în diagnosticul și tratamentul cancerului

Tema științifică propusă este destul de complexă necesitând resurse umane, financiare și  logistice pentru o perioadă de cel puțin doi ani și jumătate până la finalizarea proiectului ESEI-BioMed, în decembrie 2026. Practic, în această perioadă, o parte din finanțare se va aloca pentru formarea de cercetători specializați pe acest subiect. Ca urmare, prin proiectul ESEI-BioMed s-a creat o oportunitate pentru identificarea și deschiderea unei noi direcții de cercetare în cadrul TRANSCEND-IRO care să aibă ca principal obiectiv dezvoltarea unor  metode de diagnostic a cancerului folosind analiza vibrațională  ultrasensibilă a diferitelor fluide biologice. Acest studiu este sprijinit financiar de catre proiectul ESEI-BioMed și de către proiectul suport PN-III-P3-3.6-H2020-2020 finanțat de Unitatea Executivă pentru  Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării – UEFISCDI – finalizat în decembrie 2023. Sprijinul financiar obținut prin aceste două proiecte a permis crearea Laboratorului de Nanotehnologie din cadrul TRANSCEND-IRO, laborator coordonat de către CSII Dr. Brîndușa Drăgoi (https://www.iroiasi.ro/proiecte-eu/nanotechnology-lab-en).

Proiectul ESEI-BioMed a fost lansat la 1 ianuarie 2021 cu o finanțarea de 2,5 milioane de Euro. Împreună cu proiectul suport PN-III-P3-3.6-H2020-2020, care a reprezentat 15% din valoarea proiectului ESEI-BioMed (375.000 €), finanțarea atrasă de IRO pentru dezvoltarea  nanomedicinii pentru diagnosticul și tratamentul cancerului este de 2.875.000 € cu tot ceea ce implică această acțiune și anume, achiziții echipamente, reactivi, linii celulare, consumabile și materiale de laborator, resursă umană, comunicare etc. În acest context, pentru susținerea temelor de cercetare în cadrul proiectului ESEI-BioMed este nevoie de o finanțare suplimentară consistentă deoarece cheltuielile eligibile pentru cercetare sunt de doar 10%, procent deja asimilat activităților de cercetare, restul fiind alocat pentru  dezvoltarea resursei umane, management, comunicare, diseminare, stagii de cercetare, participare cu prezentări ale rezultatelor la conferințe naționale și internaționale  relevante  pentru proiect, organizare de evenimente și întâlniri științifice, stabilire colaborări  esențiale  pentru temele de cercetare propuse în cadrul proiectului.

Publicitate și alte recomandări video