I nuovi strumenti di diagnosi e le nuove cure

La fine del XX secolo ha coinciso con una improvvisa accelerazione in tutti i settori della vita umana. L'esempio più evidente è quello della comunicazione, con l'accessibilità sempre più ampia alla rete informatica globale, vale a dire Internet. A questa spinta in avanti non si è sottratta neppure la medicina, sia per quanto riguarda la disponibilità di nuovi metodi di tutela della salute in senso lato (preventivi, diagnostici, terapeutici), sia per l'obiettivo accorciamento dei tempi (in molti casi) tra la sperimentazione di proposte innovative e la loro introduzione nella pratica. Un progresso complessivo che ha coinvolto il concetto stesso di salute, sempre più intesa, anche dall'opinione pubblica, come "mantenimento della condizione di assenza di malattia", cioè con una forte valenza preventiva. Una svolta per nulla banale, perchè guarda alle necessità (già delineate oggi) degli uomini di domani che, con l'allungamento della vita media, dovranno per forza cercare di prolungare anche la loro integrità fisico-psichica. Non si pretende in questa sede di esaurire un tema che, per sua stessa natura, andrebbe aggiornato quotidianamente. Piuttosto, saranno una serie di esempi a dare la misura di quanto si sta facendo per la salute umana.

 u La diagnostica

Per semplicità si distinguono da sempre i metodi della diagnostica strumentale da quelli della diagnostica di laboratorio. La prima si identifica con le apparecchiature per ottenere immagini sempre più precise e sofisticate di organi e apparati (il cosiddetto "imaging diagnostico"); la seconda ha reso più rapidi, sensibili e specifici i classici metodi di indagine di campioni prelevati dall'organismo.
 

v Gli strumenti della diagnostica

Entrando nel dettaglio della diagnostica strumentale, comunque, una parola va spesa per la prima, e spesso ancora insostituibile indagine strumentale: la radiografia (o RX). E' la madre di molte tecniche attuali e ha aperto la strada alla visualizzazione di organi interni e apparati. E' ancora oggi l'indagine di prima scelta per esaminare ossa, apparato respiratorio, cuore, tubo digerente e apparato renale. Attualmente il maggiore pericolo associato all'esecuzione di radiografie, cioè l'effetto dannoso che le radiazioni ionizzanti inducono sulle cellule in attiva proliferazione (midollo osseo, ovaie e testicoli, embrione e feto) è ridotto grazie alla maggiore sensibilità delle pellicole, che permette di diminuire sia la quantità di raggi X necessaria per ottenere l'immagine, sia il tempo di esposizione. Anche i mezzi di contrasto, cioè le sostanze iniettate al paziente o fatte ingerire per aumentare la nitidezza dell'immagine, sono oggi molto più sofisticati e contribuiscono a diminuire il pericolo dei raggi X.
 

v L'apporto del computer

Si è detto che l'RX è la madre di tutte le tecniche di indagine strumentale, anche perchè sugli stessi raggi X si basa la Tomografia Assiale Computerizzata, più nota in sigla come TAC. Come specificato perciò nel nome stesso, la TAC non avrebbe portato alcun vantaggio senza l'apporto fondamentale del computer che, come vedremo, è protagonista qui, come in altre metodiche. Le capacità elaborative del software, applicate alle immagini ottenute dai raggi X, consentono approfondimenti prima impossibili. La TAC consente di per sè un esame del corpo umano non frontale, come nella radiografia tradizionale, ma a strati trasversali, vere e proprie "fette" il cui spessore viene stabilito dall'operatore. Con il software le immagini raggiungono una nitidezza e una ricchezza di particolari non raggiungibile con l'RX standard, cogliendo quindi ogni minima differenza con le condizioni di normalità dello strato corporeo esaminato.

Ma la tecnologia del computer associata ai raggi X non ha portato soltanto allo sviluppo della TAC. La mammografia, per esempio, indagine insostituibile per rilevare la presenza di noduli mammari non palpabili, è all'origine una radiografia che, però, sta diventando digitale. Anche in questo caso, il supporto del computer permette di raggiungere la massima sensibilità nel moltiplicare le sfumature di grigio dell'immagine, quindi nell'arricchire di particolari il referto; inoltre è possibile ingrandire una certa porzione di lastra per esaminare un dettaglio sospetto, o ricreare l'immagine nello spazio da un diverso punto di vista. Figlie dei raggi X sono anche altre tecniche diagnostiche: la radioscopia, l'angiografia e la scintigrafia.

Oltre che ai raggi X, l'uso del computer si associa bene anche a un'altra tecnica che ha conquistato spazio e meriti nella diagnosi precoce: l'endoscopia. Questo metodo si basa sull'utilizzo di fibre ottiche, cioè di filamenti in grado di condurre energia luminosa. Il punto essenziale a favore dell'endoscopia è quello di aver sostituito (e migliorato) l'RX nell'indagine di alcune porzioni di organi cavi (apparato respiratorio, apparato digerente). Grazie al computer, oggi l'endoscopia sta diventando "virtuale": è in grado cioè di ricostruire immagini esatte e affidabili anche quando le fibre ottiche non riescono a percorrere tutta la porzione dell'organo che si vuole esaminare.
 

v L'ecografia

Raggi X e fibre ottiche, più o meno associate al computer, non completano però la gamma dei metodi della diagnostica strumentale più recente. Pietra miliare nella vicenda dell'imaging diagnostico della fine del XX secolo è infatti l'ecografia. Tecnica innocua per eccellenza, è anche quella meno costosa: utilizza gli ultrasuoni che, attraversando gli organi, ne vengono riflessi in modo diverso a seconda della loro composizione. L'immagine che si ottiene è data dall'analisi delle eco registrate (da cui ecografia) in funzione delle diverse lunghezze d'onda. Una filiazione fondamentale dell'ecografia è la tecnica eco-Doppler, specifica per la valutazione delle malattie del flusso vascolare (arterioso e venoso), che si basa sulla rilevazione del movimento dei globuli rossi all'interno dei vasi. E' dunque un'indagine di tipo dinamico, che può rilevare rallentamenti del flusso di sangue o altre alterazioni, preziose per fare diagnosi. Altrettanto innocua e incruenta, ma di uso molto più limitato, è la termografia, che si basa su un principio semplicissimo: la rilevazione del calore emesso, sotto forma di onde infrarosseo, dal nostro organismo. Emettono più calore del resto del corpo, infatti, alcuni tumori, come quelli tiroidei e mammari.

 

v I campi magnetici

Non si può dimenticare, infine, la Risonanza magnetica nucleare (per brevità RM) che consente di ottenere immagini di tomografia, ma, diversamente dalla TAC, non utilizza raggi X, ma si basa su un procedimento molto più sofisticato: la capacità degli atomi di idrogeno presenti nei tessuti di orientarsi in una stessa direzione se sottoposti all'azione di un campo magnetico e di rilasciare energia quando tornano alla posizione di partenza. E' questo rilascio di energia a essere captato da appositi rilevatori e a fornire l'immagine. Una ulteriore differenza dalla TAC è che il corpo umano può essere esaminato secondo strati non soltanto trasversali (cioè orizzontali), ma anche frontali (cioè lungo piani verticali che attraversano il corpo da sinistra a destra), o sagittali (paralleli al piano di simmetria del corpo che divide la parte sinistra dalla destra). La RM è però una tecnica ancora molto costosa, anche se è insostituibile per esaminare tessuti carichi di acqua (e quindi di idrogeno) come i legamenti, i muscoli, il sistema nervoso.

 

v La diagnostica di laboratorio

Fino agli inizi degli anni ottanta le tecniche di laboratorio erano confinate ai test sierologici, cellulari e di biochimica. Queste tecniche, però, presentano alcune limitazioni importanti: per esempio la necessità di utilizzare cellule fresche e vitali. Poi bisogna tenere conto che il materiale biologico su cui si lavora non ha sempre la stessa qualità e quantità, che la disponibilità di reagenti reperibili commercialmente non è sempre identica. Queste metodiche sono volte a definire le caratteristiche delle sostanze o degli antigeni presenti nelle strutture cellulari o nel plasma. In questa diagnostica di laboratorio bisogna citare però una tecnica fondamentale: l'ELISA, acronimo dall'inglese Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay, vale a dire "test immunoenzimatico". La tecnica si pone al confine tra la diagnostica più tradizionale e quella biotecnologica. Essa sfrutta infatti il riconoscimento dell'antigene da parte di un anticorpo specifico. In pratica, il test ELISA riconosce nei campioni organici delle persone, grazie a reagenti caratteristici e dopo una serie di passaggi in laboratorio, la presenza e la concentrazione, tra gli altri, di agenti infettivi, ormoni, elementi in grado di scatenare reazioni allergiche.

Ma la grande svolta della diagnostica è avvenuta negli anni ottanta ed è rappresentata dalla biotecnologia, un termine che indica proprio la fusione tra tecnologie sofisticate e biologia. Si parla di biologia molecolare, che si basa sulla possibilità di isolare, amplificare (cioè moltiplicare) e analizzare specifiche sequenze dell'acido desossinibonucleico (DNA), grazie a metodiche come la PCR (Polymerase Chain Reaction), che ha reso rapida e meno costosa l'applicazione del DNA fingerprinting, cioè del riconoscimento di quell'impronta unica e irripetibile che per ciascuno di noi è data dal nostro DNA. Si sviluppano gli anticorpi monoclonali, che sono reagenti specifici di indagine diagnostica, ma anche veicoli preziosi di farmaci antitumorali. Si tratta di anticorpi in grado di essere coltivati in gran numero, cosa che con gli anticorpi naturali non può essere ottenuta, perchè essi non sopravvivono in coltura. Per ottenere questa caratteristica, nel 1975 due ricercatori, Koehler e Milstein, riuscirono a utilizzare le cellule di mieloma (tumore delle immunocellule B), per fabbricare, tramite una tecnica chiamata ibridazione, una cellula che produce l'anticorpo e che possiede il potenziale illimitato di crescita delle cellule tumorali. Si ottenne così un ibridoma, cioè è una cellula unica derivata dalla fusione di un linfocita B con una cellula di mieloma. Gli anticorpi monoclonali sono in grado di riconoscere una singola forma di antigene; entrati rapidamente in diagnostica, la loro introduzione in terapia è stata ed è tuttora piuttosto lenta. A seguito dello sviluppo degli ibridomi e della loro applicazione per esempio alla tecnica ELISA, la sensibilità del metodo è notevolmente migliorata.

 

u La terapia

Anche in terapia, come in diagnostica, si può operare una distinzione di massima tra le apparecchiature e i farmaci. E, in entrambi i settori, i progressi non sono stati trascurabili. Qui di seguito si riportano le acquisizioni di maggior spicco. Non si tratta di una disamina completa di tutto quanto si continua a fare per rendere più rapida e risolutiva, ma anche meno dolorosa, la cura delle malattie. Piuttosto, lo scopo è quello di mettere in luce le capacità di progresso che la scienza può attualmente mettere in campo.
 

v Le apparecchiature

La via battuta più spesso dalla tecnologia contemporanea degli strumenti di terapia è stata quella della miniaturizzazione e della ricerca della maggiore precisione possibile nel colpire ed eliminare la sorgente di malattia. Questo obiettivo è stato centrato dalla chirurgia, che ha sviluppato, tra l'altro, l'accesso laparoscopico (minime incisioni e utilizzo di fibre ottiche e di strumenti adatti) per l'esame interno e gli interventi alla cavitΰ addominale, la microchirurgia per operare sull'estremamente piccolo (cioè sulle strutture e gli organi più fini, nervi compresi) e la chirurgia stereotassica (in cui il posizionamento degli strumenti operatori è determinato tramite calcoli) della cavità cranica. Non si tratterà invece in modo dettagliato dei trapianti d'organo e delle colture di tessuti, dei quali basta sapere che l'evoluzione è tanto tumultuosa, da poter affermare che oggi l'unico sistema non sostituibile è quello nervoso centrale (cioè cervello e midollo spinale). Un deciso passo avanti sulla via della massima conservazioni di tessuti, organi e funzioni, pur a fronte di un intervento terapeutico vero e proprio è stata la cosiddetta chirurgia gentile, cioè la chirurgia laparoscopica. E' stata la grande rivoluzione degli anni Novanta, la sorella recente della chirurgia tradizionale, detta invece laparotomica perchè prevede sia l'accesso alla cavità addominale attraverso ampie incisioni, sia la manipolazione diretta del campo operatorio da parte del chirurgo. Con la chirurgia laparoscopica è possibile invece operare all'interno della cavità addominale attraverso un accesso mininvasivo, utilizzando ministrumenti ottici e operativi. Si va incontro alle esigenze del paziente per la minore invasività dell'intervento, la brevità delle assenze da casa e dal lavoro e la riduzione dei tempi di recupero; gli interventi sono meno onerosi per la sanità pubblica e possono essere eseguiti in maggior numero, soddisfacendo così le legittime attese di un maggior numero di pazienti. Sorella della laparoscopia è l'artroscopia, che utilizza piccole incisioni e strumenti endoscopici per intervenire, con gli stessi vantaggi, sulle articolazioni.

Ma il chirurgo può eseguire oggi anche interventi microscopici, grazie alla microchirurgia. Il salto è stato fatto circa 25 anni fa e oggi si possono eseguire operazioni impensabili, per esempio riattaccando singoli vasi sanguigni che richiedono 8 punti con un filo dieci volte più sottile di un capello umano. I casi più noti della microchirurgia sono quelli di riapplicazione di arti (o parte di essi) amputati in incidenti, oppure i recenti trapianti di mano da donatore. Dal punto di vista tecnico sono indispensabile la fermezza dei gesti del chirurgo e una precisione millimetrica per maneggiare strumenti operatori minuscoli, dal bisturi alle pinze, guardando il campo operatorio attraverso il microscopio. Date le premesse, si può dire che non c'è limite alle applicazioni della microchirurgia. Si possono rimuovere cataratte, trapiantare cornee, eseguire delicati interventi all'orecchio, ricostruire pelle e altri tessuti, eliminare ostruzioni alle tube che causano infertilitΰ alla donna o negli uomini chiudere i dotti seminali nella vasectomia.

 

v La chirurgia cardiaca

Un cenno a sι merita la chirurgia applicata al cuore. Infatti è noto che le malattie vascolari sono la principale causa di morte nei paesi occidentali. Proprio per quanto riguarda la prima causa di decesso, cioè l'infarto cardiaco, fondamentale è stata la messa a punto di una tecnica veramente rivoluzionaria per cercare di salvare le coronarie occluse dalla placca aterosclerotica (o ateroma). Si tratta della cosiddetta angioplastica percutanea, che consiste nell'introduzione, grazie a una sonda, di un micropalloncino sgonfio nella coronaria bloccata. La successiva gonfiatura rompe la placca e riapre l'arteria al flusso del sangue. L'angioplastica percutanea, però, ha mostrato i suoi limiti nella riformazione della placca aterosclerotica dopo l'intervento. Per questo sono stati messi a punto i cosiddetti "stent intracoronarici". In pratica, si tratta di micromaglie tubolari in materiale compatibile con il vaso arterioso, con lo stesso calibro della coronaria su cui si interviene e che vengono posizionate al suo interno dopo la rottura della placca. Ma anche sugli stent la placca è in grado di ricrescere. Ed è per questo che, all'applicazione di stent, si sta associando una radioterapia mirata, che distrugga l'ateroma in crescita. Anche gli interventi per applicare i by-pass aorto-coronarici, che per anni sono stati l'unica risorsa di fronte a coronarie occluse, si sono evoluti. Oggi sempre meno si eseguono interventi a cuore fermo, (operazioni lunghe, che rendono obbligatoria la circolazione extracorporea del sangue e sono molto rischiose per il paziente), infatti è stata sviluppata una tecnica di intervento a cuore battente, più rapida, meno invasiva e meno rischiosa.

 

v Uno strumento a sè: il laser

La versatilità è l'autentico progresso che gli ultimi due decenni del XX secolo hanno portato a una tecnica nota da molto tempo: il laser. La parola laser è un acronimo, da light amplification by stimulated emission of radiation e significa che un'emissione stimolata può produrre una luce dotata di un'enorme quantità di energia. La laserterapia, basata sulla somministrazione di questa energia luminosa a organi precisi e a zone definite del corpo umano, è in grado di esercitare diverse funzioni a seconda della lunghezza d'onda scelta. In chirurgia il laser permette di effettuare asportazioni di tessuto estremamente precise, tra l'altro coagulando i vasi sanguigni al tempo stesso del taglio. Quando il raggio laser colpisce un tessuto, ne asporta pochi millesimi di millimetro per ogni colpo di luce. L'energia del raggio di luce vaporizza istantaneamente il punto colpito, lasciando intatto il tessuto circostante. L'energia del laser può essere trasportata anche lungo fibre ottiche, quindi utilizzata in associazione a sonde endoscopiche, anche per via percutanea (cioè attraverso la pelle), limitando il numero e l'estensione di eventuali incisioni. Estrema regolarità e precisione fanno del laser lo strumento più indicato nella chirurgia oculare, per la correzione prima di tutto dei difetti rifrattivi: nella miopia il trattamento va eseguito sulla parte centrale della cornea, nell'ipermetropia e nell'astigmatismo su quella periferica. Altri esempi tipici di impiego tipico del laser sono la dermatologia, sia strettamente medica, sia estetica, oppure l'angiologia. Ma la laserterapia può essere utilizzata anche per un'azione antinfiammatoria, per la cicatrizzazione delle ferite e per calmare il dolore, ad esempio nelle artrosi o nelle algie muscolari anche da traumi sportivi.

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Il tipo di luce prodotto dal laser è caratterizzato da alta coerenza e purezza: cioè la luce è fatta di una sola lunghezza d'onda che fluisce in modo costante, con alte intensità e direzione ben definita. Il trattamento laser utilizza la permeabilità dell'organismo a radiazioni luminose di determinate frequenze e utilizza sorgenti in grado di produrre fasci luminosi a lunghezza d'onda diversa che, gestite con potenze variabili, consentono di produrre effetti e risultati differenti. Oltre a essere impiegato per eliminare con precisione più che millimetrica determinate aree di tessuto, il laser può ripristinare l'ottimale metabolismo delle cellule e ricondurre quindi verso la normale funzionalità l'organo trattato. In funzione della lunghezza d'onda scelta e della potenza di applicazione, il laser può quindi esercitare attività anti-infiammatoria e anti-edema, azione antalgica ed anti-batterica, miglioramento della circolazione ed effetto cicatrizzante.

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v Le radiazioni in chirurgia: gamma knife, X knife e brachiterapia

Anche le radiazioni sono entrate nelle terapie. Il concetto di impiego chirurgico delle radiazioni ionizzanti risale all'inizio degli anni Settanta, con i primi tentativi su malformazioni vascolari inoperabili, presenti nella calotta cranica. La precisione dell'arma sul bersaglio venne perfezionata mettendo a punto un caschetto di piombo, perforato da una serie di tubetti orientabili nello spazio e chiamati collimatori. Da quel momento il paziente, provvisto di casco, poteva essere esposto a una radiazione concentrata sulla neoformazione vascolare, grazie all'apertura di più collimatori posizionati precedentemente in modo da incrociare molti fasci sul bersaglio. Questa tecnica, chiamata gamma knife ("coltello gamma"), impiega una sorgente radioattiva di raggi gamma, non sempre semplice da usare e che spesso obbligava a bombardare il paziente con dosi eccessive e dannose per il tessuto sano attorno alla lesione. Da qui si sviluppò lo X knife, a base di raggi X, che focalizza fasci radianti, innocui per i tessuti circostanti, sulla lesione, facendo descrivere alla sorgente archi complessi attorno alla testa del paziente.

La radiochirurgia, come tutte le terapie, ha dei limiti. Infatti, poichè la dose di raggi da impiegare aumenta con il volume della lesione e, se eccessiva, danneggia il tessuto normale, in alcuni casi non è possibile farvi ricorso, anche se le lesioni hanno volume ridotto. Il problema è stato risolto dalla radioterapia stereotassica: la dose di raggi viene infatti frazionata in più sedute (come nella radioterapia), ma viene applicata in condizioni stereotassiche, cioè con il posizionamento esatto della sorgente di radiazioni rispetto alla lesione (come nella radiochirurgia).

La validità della radioterapia stereotassica rispetto al metodo convenzionale, però, per alcune forme benigne non è ancora confermata. Per questi tumori esiste in ogni caso un'altra possibilità: la brachiterapia, un metodo che ha beneficiato molto del supporto informatico già richiesto dalla radiochirurgia. Dal punto di vista biologico, l'obiettivo della brachiterapia (cioè della "terapia ravvicinata") è la distruzione progressiva delle cellule tumorali. Si impianta temporaneamente una sorgente radioattiva nel cranio perchè liberi lentamente la dose di raggi richiesta. Le diverse popolazioni cellulari vengano, a fasi alterne, sensibilizzate ai raggi e distrutte. E' un processo biologico la cui durata dipende dalla dose terapeutica globale e che continua anche dopo la rimozione della sorgente; nelle condizioni ideali porta alla scomparsa del tumore.

 

v I farmaci

La farmacologia, cioè lo sviluppo e la disponibilità di farmaci, negli ultimi due decenni ha potuto contare sull'evoluzione delle tecniche di studio dell'organismo, sull'evoluzione del computer e sull'ingresso prepotente delle biotecnologie nella salute. Per questo è sempre più facile riconoscere nell'organismo umano i bersagli su cui agire per contrastare una malattia. La struttura di questo bersaglio, ricostruita al computer, permette di disegnare molecole in grado di agire perfettamente su di essa e questi modelli virtuali vengono usati per cercare, tra le migliaia di molecole che vengono ogni mese proposte dall'industria farmaceutica e dai laboratori universitari, quelle che più rispondono alle esigenze iniziali. La biotecnologia, grazie alla tecnologia del DNA ricombinante, invece è stata la madre dei cosiddetti biofarmaci. In pratica, si utilizza un micororganismo (spesso un batterio innocuo) come officina di produzione di una determinata molecola di cui si conosce il gene. L'inserimento del gene nel DNA del batterio fa sì che questo produca la molecola relativa, che può così essere purificata e utilizzata nell'uomo. Con la tecnologia del DNA ricombinante nel settore farmacologico sono stati prodotti, tra gli altri, vaccini, anticorpi monoclonali e catalitici, ormoni umani (privi del rischio di trasmissione di malattie infettive che invece era alto al tempo dell'estrazione di ormoni da donatori umani). Ma la vera frontiera delle cure è la terapia genica. L'obiettivo è quello di far assumere a un organismo funzioni che non sono presenti nel suo patrimonio genetico, per eliminare le malattie (tutte ereditarie) causate dal mancato o difettoso funzionamento di un gene. I candidati più promettenti per la terapia genica sono le malattie correlate a un singolo gene mutato che, individuato a analizzato, può essere sostituito con il trapianto di un gene sano. La terapia genica può dunque essere considerata, dal punto di vista etico, simile ai trapianti di organi, cioè a una pratica accettata e ormai consolidata. Infatti verrebbe applicata in forma di terapia quando la malattia è già presente in un individuo e non intesa come una modifica delle cellule germinali (ovuli e spermatozoi) che impedisca l'avvento di una malattia ereditaria o addirittura migliori le caratteristiche dell'individuo che deve ancora essere concepito.