Le tecniche di imaging di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) ricoprono un ruolo fondamentale nella diagnostica dell'adenocarcinoma della prostata (PCa), uno dei tumori più diffusi al mondo, con un'incidenza stimata di 1,111,700 nuovi casi all'anno. In particolare, la tecnica di Diffusion Weighted Imaging, è l'unica in grado di quantificare in vivo e in maniera non invasiva le proprietà strutturali e biofisiche dei tessuti biologici, sfruttando la diffusione delle molecole d'acqua come mezzo di contrasto endogeno.
Anche se durante il loro moto, le molecole sondano il tessuto su scala microscopica, la limitata risoluzione delle immagini in-vivo (1.5-3 mm) rende difficile l'interpretazione dei parametri misurati sulla base delle microstrutture. Questo rappresenta una delle problematiche più discusse nel campo della diagnostica per immagini NMR, poichè per migliorare la sensibilità e specificità diagnostica dell'NMR, è necessario che il contrasto delle immagini rifletta le proprietà microstrutturali che definiscono la patologia.
Grazie alla collaborazione con il Policlinico di Tor Vergata (PTV), questo progetto si propone di realizzare un esperimento NMR ex-vivo ad alta risoluzione su campioni di tessuto prostatico, sano e affetto da carcinoma, ottenuti da prostatectomia radicale. Utilizzando un tomografo Bruker Avance con un campo magnetico di 9.4T, sarà possibile ottenere immagini NMR con risoluzione prossima alla scala cellulare (30-70 micron). Delle stesse fette di tessuto acquisite con la tecnica tomografica NMR saranno realizzate al microscopio immagini istologiche che verranno analizzate da un esperto anatomopatologo del PTV. Confrontando le immagini NMR con l'indagine istologica, l'obiettivo di questo progetto è quello di correlare i parametri NMR misurati con le microstrutture tissutali al fine di migliorare la sensibilità e specificità diagnostica della Diffusion NMR.
La realizzazione di questo progetto permetterà di studiare per la prima volta, sulla base delle microstrutture tissutali, i parametrim NMR di Kurtosi. Questa tecnica è letteralmente esplosa negli ultimi 5-10 anni, avendo mostrato performances superiori alle tecniche convenzionali, non solo nello studio della prostata ma prima ancora nel tessuto cerebrale.
Seppur superiore ad altre tecniche di imaging (ultrasuoni, PET, TAC), la risoluzione delle immagini DWI in-vivo non permette una correlazione diretta tra i parametri misurati e l'indagine istologica. L'acquisizione delle DWI in-vivo è, inoltre, affetta dalla presenza di artefatti dovuti al moto e alle differenze di suscettività con altri tessuti. I tempi di acquisizione in-vivo devono essere contenuti, impedendo la sperimentazione di protocolli che richiedono un elevato numero di parametri.
Tutti questi limiti vengono completamente superati dall'imaging ex-vivo che, non avendo grossi limiti nei tempi di acquisizione, permette di sperimentare tecniche di imaging più complesse e potenzialmente più specifiche. Questo esperimento, quindi, ci consentirà di testare e validare le più recenti tecniche di imaging di diffusione, variando i parametri di acquisizione, al fine di cercare nuovi mezzi di contrasto per rendere la diagnosi in-vivo più specifica e sensibile.
A lungo termine, con la realizzazione di questo progetto si potranno conseguire i seguenti obiettivi:
- estendere i protocolli testati ex-vivo all'indagine clinica in-vivo;
- validare i parametri NMR misurati, correlandoli con le informazioni ricavate dall'analisi istologica;
- testare nuovi mezzi di contrasto endogeni al fine di fornire un tool diagnostico non-invasivo e più affidabile;
- estendere i protocolli sviluppati allo studio di carcinomi che interessano altri tessuti ghiandolari simili a quello della prostata, come il tumore al seno, la più diffusa neoplasia tra le donne;
- utilizzare i nuovi protocolli sperimentati per valutare la risposta terapeutica del paziente e testare nuovi farmaci.