Oltre il 90% della mortalità associata al cancro è correlata alle metastasi e conseguentemente cellule tumorali circolanti (CTC), definite anche la fase leucemica del tumore solido. Rimuovere le CTC dal sangue di un paziente prima che esse diano origine a lesioni secondarie, potrebbe controllare o persino evitare la diffusione delle metastasi e il rischio di recidiva. CLEAR è un dispositivo medico capace di rimuovere le CTC, e relative sottopopolazioni, dal volume totale di sangue periferico, di un paziente oncologico, durante una procedura di circolazione extracorporea convenzionale, identica a quella utilizzata, ad es., per l'insufficienza renale. Questo dispositivo sfrutta le CTC non più solo come biomarcatori, ma soprattutto come bersaglio terapeutico evolvendo il concetto di biopsia liquida al livello di "chirurgia liquida", cambiando drasticamente le strategie di trattamento dei pazienti oncologici e potenzialmente riducendo i costi della gestione globale dei malati di tumore.

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Area di specializzazione
Salute e Benessere
Keyword
Cellule tumorali Circolanti
Chirurgia Liquida
Biomarcatori
CLEAR è un dispositivo medico pioneristico volto a curare pazienti affetti da cancro estraendo fino al 100% delle CTC dal sangue periferico di un paziente, durante una procedura emodialitica chiamata
Descrizione prodotto

CLEAR è un dispositivo medico in grado di rimuovere le CTC dal sangue periferico di un paziente facendo fluire al suo interno il Total Blood Volume (TBV) del paziente stesso durante una procedura di circolazione extracorporea convenzionale. Il dispositivo è costituito da due elementi diversi e complementari atti a catturare le CTC: uno “molecolare”, basato su aptameri diretti contro antigeni CTC-specifici, e uno “fisico”, basato su filtri con pori atti a catturare cluster di CTC. Il primo elemento è una struttura mobile (SM), concepita inizialmente come un’elica, ideata per aumentare le probabilità che le CTC entrino in contatto con le superfici del CLEAR e con gli aptameri legati su di esse, bloccando CTC singole. Il secondo componente è un sistema a filtri sfalsati (SFS) che, similmente ai filtri indicati per la protezione embolica, ha pori con diametro ≥ 80/100 μm finalizzati a trattenere i cluster di CTC e sufficientemente grandi da evitare rischi di occlusione.

Aspetti innovativi

CLEAR è un dispositivo medico pioneristico volto a curare pazienti affetti da cancro estraendo fino al 100% delle CTC dal sangue periferico di un paziente, durante una procedura emodialitica chiamata Liquid Surgery. Sotto-prodotti di questo progetto saranno una serie di potenziali avanzamenti nel campo della ricerca sulle metastasi e nel rilevamento di entità correlate al tumore nel sangue.

Applicazioni

La produzione del CLEAR aprirà la strada allo sfruttamento teranostico clinicamente utile delle CTC, utilizzate come nuovo bersaglio terapeutico e biomarcatore per individuare e monitorare informazioni clinicamente rilevanti, attraverso tutte le fasi della progressione del cancro, al fine di curare pazienti affetti da tumore e rivoluzionare il trattamento globale dei malati di cancro.

Sistema di funzionamento di CLEAR. Il dispositivo è costituito da due elementi diversi e complementari: uno “molecolare”, basato su aptameri diretti contro antigeni CTC-specifici, e uno “fisico”, basa
Esempio di applicazione

E’ ipotizzabile che l’uso del CLEAR divenga una valida opzione terapeutica per ridurre il rischio di formazione di metastasi, e quindi di recidiva, in aggiunta, ad es., ai trattamenti adiuvanti in diverse neoplasie. In particolare, questo approccio potrebbe divenire un'opzione terapeutica utilizzabile per trattare i tumori che diffondono CTC in tutto il corpo principalmente attraverso i vasi sanguigni, sia in fasi precoci sia metastatiche, come nel caso del tumore al seno e quello ai polmoni

Descrizione applicazione e risultati

Dati preliminari ottenuti nei nostri laboratori hanno dimostrato che nel sangue di pazienti con cancro al seno, colon, esofago e polmone, sia in fasi precoci sia metastatiche, sono rilevabili popolazioni di CTC diverse tra loro. Queste popolazioni esprimono differenzialmente antigeni CTC-specifici, come EpCAM, N-Cadherin e ABC-G2. Le superfici del CLEAR sano funzionalizzate con molecole leganti tali antigeni per permettere la cattura di più di una singola popolazione di CTC. Abbiamo inoltre osservato che un “lab on a chip” (LOC) in PMMA, funzionalizzato solo con anticorpi anti-EpCAM, cattura circa il 32% di cellule tumorali stabilizzate fatte fluire al suo interno, mimando la circolazione sanguigna reale. Questi dati suggeriscono che utilizzando l’approccio integrato descritto sarà possibile raggiungere percentuali di cattura molto alte.

Partner coinvolti

Università di Modena e Reggio Emilia Tecnopolo di Mirandola B-BRAUN Avitium

Tempi di realizzazione
3 anni
Livello di maturità tecnologica
TRL 4 - tecnologia validata in laboratorio
Valorizzazione applicazione

Depositata domanda di brevetto Europeo. Realizzato primo prototipo. Step successivi: Validare CLEAR in sistemi rilevanti come sangue artificiale e/o sangue animale e dimostrare la fattibilità industriale del CLEAR prendendo in considerazione gli aspetti di certificazione.

Isolamento delle cellule tumorali circolanti come nuovo bersaglio terapeutico al fine di curare pazienti affetti da tumore e rivoluzionare il trattamento globale dei malati di cancro