Label-Free Raman Approaches for Patient-Specific Biochemical Tumor Mapping to Monitor Personalized Anticancer Resistance Simulation

RAMPART è una Borsa di Studio Post-Dottorato Marie Skłodowska-Curie assegnata a Victor Alcolea Rodríguez, sotto la supervisione del Prof. Dario Polli (Gruppo Vibra, Dipartimento di Fisica) e del Dr. Renzo Vanna (CNR-IFN). Il progetto si propone di affrontare la significativa sfida clinica rappresentata dalla resistenza tumorale alle terapie anticancro, uno dei principali fattori che contribuiscono all’insuccesso del trattamento e alla ridotta sopravvivenza dei pazienti, in particolare nei casi di carcinoma squamoso della testa e del collo (HNSCC).

L’obiettivo principale del progetto è sviluppare una metodologia rapida, non distruttiva e senza marcatori, basata sull’imaging multimodale e Raman, per identificare biomarcatori della resistenza tumorale, monitorando le risposte biochimiche di sezioni tumorali ex vivo, derivate da pazienti, sottoposte sia a immunoterapia sia a radioterapia.

Per raggiungere questo obiettivo, RAMPART impiegherà tecniche all’avanguardia di spettroscopia Raman, tra cui quella spontanea (SR) e un microscopio multimodale (SRS-TPEF-SHG), per effettuare una mappatura biomolecolare ad alta risoluzione e un imaging dettagliato di campioni tumorali derivati da pazienti. Questo approccio consente una rilevazione precisa dei cambiamenti biomolecolari all’interno del microambiente tumorale (TME), offrendo una comprensione completa dei fattori che guidano la resistenza alle terapie.

Il progetto sarà condotto presso il Politecnico di Milano (sede principale), con due periodi di distacco presso il Jena University Hospital (UKJ) e la Johns Hopkins University (JHU), dove verranno preparate le sezioni tumorali di HNSCC derivate da pazienti.

La rilevanza di RAMPART risiede nel suo potenziale di migliorare significativamente il processo decisionale clinico nell’oncologia dell’HNSCC, portando avanti lo stato dell’arte nella valutazione tumorale attraverso approcci senza marcatori e non distruttivi per l’imaging biomolecolare dei tumori.

Attraverso la definizione di un protocollo per la rilevazione precoce dei biomarcatori di resistenza, il progetto permetterà strategie terapeutiche rapide e personalizzate, adattate al singolo paziente, con tempi di risposta clinica di 5–7 giorni. Inoltre, le conoscenze acquisite sull’eterogeneità tumorale e sul microambiente tumorale contribuiranno a una comprensione più profonda dei loro ruoli negli esiti terapeutici.

I risultati attesi del progetto potrebbero avere un impatto significativo nel campo della medicina di precisione, migliorando infine la sopravvivenza e la qualità della vita dei pazienti affetti da HNSCC.