I primi segni di un tumore ai polmoni sono nascosti nel respiro: un cambiamento chiave è nell’aria espirata
I primi sintomi di tumore ai polmoni possono essere molto difficili da riconoscere, perché in molti casi si manifestano in modo evidente solo quando la malattia è già in fase avanzata: c’è però un segnale chimico nel respiro che può indicare cosa sta succedendo nei polmoni ed essere di aiuto nella diagnosi precoce. Si tratta di un calo nei livelli di isoprene nell’aria espirata, un composto organico volatile (VOC) normalmente presente nell’espirato umano, la cui riduzione è stata recentemente identificata come marcatore del cancro ai polmoni.
Un nuovo dispositivo, in grado di rilevare anche piccoli cambiamenti nella concentrazione di isoprene (nell’ordine di parti per miliardo, ppb), è stato da poco presentato da un team di ricerca cinese, che ha dettagliato il suo sviluppo in uno studio pubblicato sulla rivista scientifica ACS Sensors. “Basato su sensori ultrasensibili su scala nanometrica – hanno precisato i ricercatori – distingue il cambiamento chiave nella chimica del respiro delle persone con un tumore ai polmoni. Questa tecnologia potrebbe rappresentare una svolta nello screening non invasivo e ha il potenziale per migliorare i risultati e persino salvare vite”.
Il segnale di un tumore ai polmoni che si nasconde nel respiro
Nell’aria che espiriamo, povera di ossigeno ma ricca di anidride carbonica, sono presenti anche diversi altri composti che, in alcuni casi, possono essere un segnale di diverse malattie polmonari: tra questi, c’è l’isoprene, un composto organico volatile che noi umani normalmente produciamo in specifici percorsi metabolici e che, negli ultimi anni, è stato identificato come segnale chimico correlato al tumore ai polmoni.
Nello specifico, il calo nei livelli di isoprene nell’aria espirata è stato ripetutamente messo in relazione con le neoplasie polmonari, portando i ricercatori a sviluppare diversi sistemi di analisi che potessero identificare anche i più piccoli cambiamenti in termini di concentrazione.
Rilevare variazioni così piccole, nell’ordine di parti per miliardo, non è tuttavia semplice, perché implica l’uso di sensori estremamente sensibili, capaci di poter differenziare l’isoprene dalle altre sostanze chimiche volatili e in grado di resistere all’umidità del respiro.
Un team di ricerca cinese è però riuscito a mettere a punto un tipo di sensore basato sull’ossido di indio, chiamato Pt@InNiO x – dove Pt sta per il platino, In per indio e Ni per nichel – che ha mostrato di poter rilevare concentrazioni di isoprene impercettibili, pari addirittura a 2 parti per miliardo (ppb). Questa sensibilità ha permesso di rilevare anche le più piccole variazioni nei livelli di isoprene nell’aria espirata, come dimostrato negli esperimenti condotti con il primo prototipo di dispositivo medico portatile sviluppato dai ricercatori.
I test con questo dispositivo hanno infatti evidenziato la possibilità di rilevare livelli di isoprene inferiori a 40 ppb nell’aria espirata da persone con tumore ai polmoni e superiori a 60 ppb nelle persone sane. “Il nostro lavoro non solo rappresenta una svolta nello screening del cancro attraverso l’analisi del respiro, ma favorisce anche la progettazione razionale di materiali all’avanguardia per la rilevazione di gas nell’ambiente – hanno aggiunto i ricercatori nell’articolo pubblicato – . Ricerche future sulla relazione tra i livelli di isoprene nel respiro e il cancro ai polmoni, nonché sui vari fattori che influenzano tali livelli potranno aiutare a perfezionare ulteriormente questa tecnologia”.
