Il tipo e il grado di cancro sono generalmente chiari quando le cellule vengono viste al microscopio dopo l'elaborazione e la colorazione di routine, ma non è sempre così. A volte il patologo deve utilizzare altre procedure per fare una diagnosi.
Questi test impiegano una varietà di coloranti chimici che sono attratti da determinate sostanze chimiche presenti nelle cellule tumorali. La macchia di mucicarminio, ad esempio, è attratta dal muco. Al microscopio, le goccioline di muco all'interno di una cellula esposta a questo colorante appariranno rosa-rosse. Se un patologo sospetta un adenocarcinoma (un tipo di cancro ghiandolare) in un campione di polmone, questa colorazione può essere d'aiuto. Poiché gli adenocarcinomi possono creare muco, il rilevamento di macchie rosa-rosse nelle cellule tumorali del polmone indicherà che la diagnosi è adenocarcinoma per il patologo.
Altri tipi di coloranti specifici vengono utilizzati in laboratorio per identificare microrganismi (germi) come batteri e funghi nei tessuti, oltre a individuare diversi tipi di tumori. Questo è fondamentale perché i malati di cancro possono contrarre infezioni a causa del trattamento o della malattia stessa. È anche fondamentale nella diagnosi del cancro poiché alcune malattie infettive creano noduli che possono essere scambiati per cancro finché le colorazioni istochimiche non mostrano che il paziente soffre di un'infezione anziché di cancro.
Immunoistochimico (IHC) o le colorazioni con immunoperossidasi sono un'altra classe di test specifici che possono essere molto utili. L’idea alla base di questa strategia è che una proteina immunitaria chiamata anticorpo si legherà a particolari molecole sulla o nella cellula chiamate antigeni. Gli anticorpi identificano e aderiscono agli antigeni che sono specifici per loro. Le cellule normali e le cellule maligne hanno ciascuna i propri antigeni. Se una cellula ha un antigene specifico, l'anticorpo che corrisponde all'antigene verrà attratto da essa. Per vedere se gli anticorpi sono stati attirati verso le cellule, vengono somministrate sostanze chimiche che fanno cambiare colore alle cellule solo quando è presente un determinato anticorpo (e quindi l'antigene).
I nostri corpi normalmente producono anticorpi che riconoscono gli antigeni sui germi e ci aiutano a proteggerci dalle infezioni. Gli anticorpi utilizzati nelle colorazioni IHC sono diversi. Sono realizzati in laboratorio per riconoscere gli antigeni collegati al cancro e ad altre malattie.
Le colorazioni IHC sono molto utili nella diagnosi di tumori maligni specifici. Una biopsia di un linfonodo elaborata di routine, ad esempio, può contenere cellule che appaiono chiaramente come un cancro, ma il patologo potrebbe non essere in grado di dire se il cancro ha avuto origine nel linfonodo o si è diffuso ai linfonodi da altre parti del corpo. Linfoma sarebbe la diagnosi se il cancro iniziasse in un linfonodo. Potrebbe essere un cancro metastatico se il cancro iniziasse in un altro punto del corpo e si diffondesse al linfonodo. Questa differenza è fondamentale poiché le opzioni di trattamento variano a seconda del tipo di cancro (così come anche di altri fattori).
Esistono centinaia di anticorpi utilizzati per i test IHC. Alcuni sono piuttosto specifici, nel senso che reagiscono solo con un tipo di cancro. Altri possono reagire con alcuni tipi di cancro, quindi è possibile testare diversi anticorpi per decidere di che tipo di cancro si tratta. Osservando questi risultati insieme all'aspetto del cancro dopo l'elaborazione del campione bioptico, alla sua posizione e ad altre informazioni sul paziente (età, sesso, ecc.), è spesso possibile classificare il cancro in un modo che possa aiutare a selezionare il trattamento migliore. .
Le macchie IHC sono più comunemente utilizzate per classificare le cellule, tuttavia possono anche essere utilizzate per rilevare o identificare le cellule tumorali. Mentre un numero considerevole di cellule tumorali si è spostato in un linfonodo vicino, il patologo può facilmente identificare queste cellule usando colorazioni convenzionali quando osserva il tessuto linfatico al microscopio. Tuttavia, se il nodo contiene solo poche cellule tumorali, può essere difficile distinguere le cellule utilizzando semplicemente coloranti normali. Le macchie IHC possono aiutare in questa situazione. Una volta che il patologo ha determinato il tipo di tumore maligno da esaminare, potrebbe selezionare uno o più anticorpi che hanno dimostrato di reagire con quelle cellule. Vengono aggiunte più sostanze chimiche in modo che le cellule tumorali cambino colore e si distinguano chiaramente dalle cellule normali che le circondano. Le colorazioni IHC generalmente non vengono utilizzate per esaminare il tessuto dalle dissezioni dei linfonodi (che rimuovono un gran numero di nodi), ma a volte vengono utilizzate nelle biopsie del linfonodo sentinella.
Un altro uso specializzato di queste macchie è quello di aiutare a distinguere i linfonodi che contengono linfoma da quelli che sono ingrossati a causa dell'aumento del numero di globuli bianchi normali (di solito come risposta all'infezione). Alcuni antigeni sono presenti sulla superficie dei globuli bianchi chiamati linfociti. Il tessuto linfonodale benigno (non canceroso) contiene molti diversi tipi di linfociti con una varietà di antigeni sulla loro superficie. Al contrario, i tumori come il linfoma iniziano con una singola cellula anormale, quindi le cellule tumorali che crescono da quella cellula condividono tipicamente le caratteristiche chimiche della prima cellula anormale. Ciò è particolarmente utile nella diagnosi del linfoma. Se la maggior parte delle cellule in una biopsia linfonodale ha gli stessi antigeni sulla superficie, questo risultato supporta una diagnosi di linfoma.
Alcune colorazioni IHC possono aiutare a riconoscere sostanze specifiche nelle cellule tumorali che influenzano la prognosi del paziente e/o la probabilità che questi traggano beneficio da determinati farmaci. Ad esempio, l’IHC viene abitualmente utilizzato per verificare la presenza di recettori degli estrogeni sulle cellule del cancro al seno. I pazienti le cui cellule hanno questi recettori probabilmente trarranno beneficio dai farmaci ormonali, che bloccano la produzione o gli effetti degli estrogeni. L’IHC può anche aiutare a determinare quali donne affette da cancro al seno potrebbero trarre beneficio dai farmaci che bloccano gli effetti di promozione della crescita di livelli anormalmente elevati della proteina HER2.
Il tipico microscopio da laboratorio medico utilizza un raggio di luce normale per osservare i campioni. Uno strumento più grande e molto più complesso chiamato an microscopio elettronico utilizza fasci di elettroni. Il potere di ingrandimento del microscopio elettronico è circa 1,000 volte maggiore di quello di un normale microscopio ottico. Questo grado di ingrandimento è raramente necessario per decidere se una cellula è cancerosa. Ma a volte aiuta a trovare dettagli molto piccoli della struttura delle cellule tumorali che forniscono indizi sull’esatto tipo di cancro.
Sotto un microscopio ottico standard, alcuni casi di melanoma, un cancro della pelle altamente mortale, possono sembrare altri tumori. Nella maggior parte dei casi, le colorazioni IHC possono identificare questi melanomi. Se tali test non rivelano nulla, è possibile utilizzare un microscopio elettronico per cercare strutture microscopiche chiamate melanosomi all'interno delle cellule di melanoma. Ciò aiuta a determinare il tipo di cancro e a determinare la migliore opzione di trattamento.
La citometria a flusso viene spesso utilizzata per testare le cellule del midollo osseo, dei linfonodi e dei campioni di sangue. È molto accurato nello scoprire l'esatto tipo di leucemia o linfoma di una persona. Aiuta anche a distinguere i linfomi dalle malattie non tumorali nei linfonodi.
Un campione di cellule prelevato da una biopsia, da un campione citologico o da un campione di sangue viene trattato con anticorpi speciali. Ogni anticorpo si attacca solo a determinati tipi di cellule che hanno gli antigeni adatti ad esso. Le cellule vengono quindi fatte passare davanti a un raggio laser. Se le cellule ora hanno quegli anticorpi, il laser farà loro emettere luce che verrà poi misurata e analizzata da un computer.
L'analisi dei casi di sospetta leucemia o linfoma mediante citometria a flusso utilizza gli stessi principi spiegati nella sezione sull'immunoistochimica:
La citometria a flusso può anche essere utilizzata per misurare la quantità di DNA nelle cellule tumorali (chiamata ploidia). Invece di utilizzare anticorpi per rilevare gli antigeni proteici, le cellule possono essere trattate con coloranti speciali che reagiscono con il DNA.
Un altro uso della citometria a flusso è misurare la frazione della fase S, che è la percentuale di cellule in un campione che si trova in un certo stadio della divisione cellulare chiamato sintesi or Fase S.. Più cellule si trovano nella fase S, più velocemente cresce il tessuto e più è probabile che il cancro sia aggressivo.
Come la citometria a flusso, questo test utilizza coloranti che reagiscono con il DNA. Ma invece di sospendere le cellule in un flusso di liquido e analizzarle con un laser, la citometria per immagini utilizza una fotocamera digitale e un computer per misurare la quantità di DNA nelle cellule su un vetrino da microscopio. Come la citometria a flusso, anche la citometria dell'immagine può determinare la ploidia delle cellule tumorali.
Le cellule umane normali hanno 46 cromosomi (pezzi di DNA e proteine che controllano la crescita e la funzione delle cellule). Alcuni tipi di cancro hanno uno o più cromosomi anomali. Riconoscere i cromosomi anomali aiuta a identificare questi tipi di cancro. Ciò è particolarmente utile nella diagnosi di alcuni linfomi, leucemie e sarcomi. Anche quando il tipo di cancro è noto, i test citogenetici possono aiutare a prevedere le prospettive del paziente. A volte i test possono anche aiutare a prevedere a quali farmaci chemioterapici il cancro potrebbe rispondere.
Diversi tipi di cambiamenti cromosomici possono essere trovati nelle cellule tumorali:
A volte, un intero cromosoma potrebbe essere guadagnato o perso nelle cellule tumorali.
Per i test citogenetici, le cellule tumorali vengono coltivate in piastre di laboratorio per circa 2 settimane prima che i loro cromosomi possano essere esaminati al microscopio. Per questo motivo, di solito ci vogliono circa 3 settimane per ottenere risultati.
FISH, o ibridazione fluorescente in situ, è simile ai test citogenetici. Può rilevare la maggior parte delle alterazioni cromosomiche visibili al microscopio nei test citogenetici di routine. Può anche rilevare cambiamenti troppo piccoli per essere rilevati dai tradizionali test citogenetici.
FISH utilizza coloranti fluorescenti collegati a frammenti di DNA che si connettono solo a specifiche sezioni di cromosomi. La FISH può rilevare alterazioni cromosomiche come le traslocazioni, utili per classificare alcuni tipi di leucemia.
Trovare alcuni cambiamenti cromosomici è importante anche per determinare se alcuni farmaci mirati potrebbero aiutare i pazienti con alcuni tipi di cancro. Ad esempio, FISH può mostrare quando ci sono troppe copie (chiamato amplificazione) del gene HER2, che può aiutare i medici a scegliere il miglior trattamento per alcune donne affette da cancro al seno.
A differenza dei test citogenetici standard, non è necessario far crescere le cellule in piastre di laboratorio per la FISH. Ciò significa che i risultati FISH sono disponibili molto prima, solitamente entro pochi giorni.
Altri test del DNA e dell'RNA possono essere utilizzati per trovare la maggior parte delle traslocazioni trovate dai test citogenetici. Possono anche trovare alcune traslocazioni che coinvolgono parti di cromosomi troppo piccole per essere viste al microscopio con i normali test citogenetici. Questo tipo di test avanzato può aiutare a classificare alcune leucemie e, meno spesso, alcuni sarcomi e carcinomi. Questi test sono utili anche dopo il trattamento per trovare un piccolo numero di cellule tumorali della leucemia rimanenti che potrebbero essere perse al microscopio.
I test genetici molecolari possono anche identificare mutazioni (cambiamenti anomali) in alcune aree del DNA che controllano la crescita cellulare. Alcune di queste mutazioni possono rendere i tumori particolarmente propensi a crescere e diffondersi. In alcuni casi, l'identificazione di determinate mutazioni può aiutare i medici a scegliere trattamenti che hanno maggiori probabilità di funzionare.
Alcune sostanze chiamate recettori dell'antigene si trovano sulla superficie delle cellule del sistema immunitario chiamate linfociti. Il tessuto linfonodale normale contiene linfociti con molti recettori antigenici diversi, che aiutano l’organismo a rispondere alle infezioni. Ma alcuni tipi di linfoma e leucemia iniziano da un singolo linfocita anomalo. Ciò significa che tutte queste cellule tumorali hanno lo stesso recettore per l’antigene. I test di laboratorio sul DNA dei geni dei recettori antigenici di ciascuna cellula rappresentano un modo molto sensibile per diagnosticare e classificare questi tumori.
Reazione a catena della polimerasi (PCR): Si tratta di un test genetico molecolare molto sensibile per individuare sequenze specifiche di DNA, come quelle che si verificano in alcuni tumori. La PCR con trascrittasi inversa (o RT-PCR) è un metodo utilizzato per rilevare quantità molto piccole di RNA. L'RNA è una sostanza correlata al DNA necessaria alle cellule per produrre proteine. Esistono RNA specifici per ciascuna proteina nel nostro corpo. La RT-PCR può essere utilizzata per trovare e classificare le cellule tumorali.
Un vantaggio della RT-PCR è che può rilevare un numero molto piccolo di cellule tumorali in campioni di sangue o di tessuto che non potrebbero essere rilevati da altri test. La RT-PCR viene utilizzata abitualmente per rilevare alcuni tipi di cellule leucemiche che rimangono dopo il trattamento, ma il suo valore per i tipi di cancro più comuni è meno certo. Lo svantaggio è che i medici non sono sempre sicuri se avere alcune cellule tumorali nel flusso sanguigno o in un linfonodo significhi che un paziente svilupperà effettivamente metastasi a distanza che cresceranno abbastanza da causare sintomi o influenzare la sopravvivenza. Nel trattamento dei pazienti affetti dai tipi di cancro più comuni, non è ancora chiaro se il rilevamento di alcune cellule tumorali con questo test debba essere un fattore nella scelta delle opzioni terapeutiche.
RT-PCR può essere utilizzato anche per sottoclassificare le cellule tumorali. Alcuni test RT-PCR misurano i livelli di uno o anche più RNA contemporaneamente. Confrontando i livelli di RNA importanti, i medici a volte possono prevedere se un cancro è probabile che sia più o meno aggressivo (probabilità di crescita e diffusione) di quanto ci si aspetterebbe in base a come appare al microscopio. A volte questi test possono aiutare a prevedere se il cancro risponderà a determinati trattamenti.
Microarray di espressione genica: Questi minuscoli dispositivi sono in un certo senso simili ai chip dei computer. Il vantaggio di questa tecnologia è che è possibile confrontare contemporaneamente i livelli relativi di centinaia o addirittura migliaia di RNA diversi provenienti da un campione. I risultati dicono quali geni sono attivi in un tumore. Queste informazioni a volte possono aiutare a prevedere la prognosi (prospettiva) del paziente o la risposta a determinati trattamenti.
Questo test viene talvolta utilizzato quando il cancro si è diffuso in diverse parti del corpo ma i medici non sono sicuri da dove abbia avuto origine. (Questi sono chiamati tumori di origine sconosciuta.) Il modello di RNA di questi tumori può essere confrontato con i modelli di tipi noti di cancro per vedere se corrispondono. Sapere dove ha avuto origine il cancro è utile per scegliere il trattamento. Questi test possono aiutare a restringere il tipo di cancro, ma non sono sempre in grado di dire con certezza il tipo esatto di cancro.
Sequenziamento del DNA: Negli ultimi due decenni, il sequenziamento del DNA è stato utilizzato per identificare le persone che hanno ereditato mutazioni genetiche che aumentano notevolmente il rischio di sviluppare determinati tipi di cancro. In questo caso, il test generalmente utilizza il DNA delle cellule del sangue di pazienti che hanno già determinati tipi di cancro (come il cancro al seno o il cancro del colon) o dal sangue dei loro parenti che non hanno alcun cancro noto ma potrebbero essere a maggior rischio.
I medici hanno iniziato a utilizzare il sequenziamento del DNA di alcuni tumori per aiutare a prevedere quali farmaci mirati hanno maggiori probabilità di funzionare nei singoli pazienti. Questa pratica è talvolta chiamata oncologia personalizzata o oncologia di precisione. Inizialmente, il sequenziamento del DNA veniva effettuato per un solo gene o per alcuni geni noti per essere più spesso colpiti da determinati tipi di cancro. I recenti progressi hanno reso possibile sequenziare molti più geni o addirittura tutti i geni del cancro (sebbene ciò non venga ancora fatto di routine). Queste informazioni sulla sequenza talvolta mostrano mutazioni inattese nei geni che sono colpiti meno spesso e possono aiutare il medico a scegliere un farmaco che altrimenti non sarebbe stato preso in considerazione e ad evitare altri farmaci che difficilmente potrebbero essere utili.
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