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Rilevazione quantitativa della malattia del fegato grasso valutando la distribuzione del grasso nel fegato

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La steatosi epatica non alcolica (NAFLD) è una condizione patologica caratterizzata da un eccesso di grasso immagazzinato nel fegato che non è attribuito al forte consumo di alcol, che può portare a insufficienza epatica e persino al cancro. L’obesità, il diabete di tipo 2 e i livelli di colesterolo alto sono tutti fattori di rischio per questa malattia e, come la prevalenza globale dell’obesità, si prevede che anche la prevalenza della NAFLD aumenterà.

È quindi fondamentale per i medici gestire strumenti efficaci per la diagnosi della NAFLD. L’attuale metodo standard per la diagnosi è l’analisi dei campioni di biopsia epatica . Tuttavia, questo approccio ha carenze come l’invasività e il potenziale di errori di campionamento, quindi c’è un urgente bisogno di metodi non invasivi affidabili. In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Biomedical Optics Express, un team di ricercatori, guidato dal professor Kohei Soga dell’Università della scienza di Tokyo, tra cui l’assistente professore Kyohei Okubo dell’Università della scienza di Tokyo e il professor Naoko Ohtani dell’Università della città di Osaka, riferisce l’uso riuscito dell’imaging iperspettrale nel vicino infrarosso per analizzare quantitativamente le distribuzioni di lipidi (una classe di lipidi che si trovano comunemente nei grassi) nel fegato di topo. Il dottor Okubo afferma: “La distribuzione dei lipidi nel fegato fornisce informazioni cruciali per la diagnosi di malattie epatiche associate al fegato grasso , incluso il cancro, e quindi è necessaria una modalità quantitativa non invasiva, priva di etichette”.

Nel descrivere l’ispirazione per questo progetto, il Dr. Okubo ha collaborato con il professor Ohtani, che studia la relazione tra obesità e malattie del fegato. Dato il successo di altri gruppi di ricerca nell’utilizzo dell’imaging iperspettrale nel vicino infrarosso per visualizzare le placche nei vasi sanguigni di coniglio e gli acidi grassi nelle carni di maiale, il team del Prof. Soga ha deciso di provare a utilizzarlo per visualizzare la distribuzione dei lipidi nel fegato di topo.

Lo studio si è concentrato sui topi che seguivano una dieta normale o uno dei tre tipi di diete ad alto contenuto di grassi ricche di vari tipi di lipidi. L’obiettivo di queste diverse diete era quello di generare una serie di fegati con diversi profili lipidici. Dopo aver estratto i fegati, gli scienziati hanno utilizzato un test di riferimento per generare risultati convincenti per confrontare i loro risultati di imaging iperspettrale. Hanno utilizzato il metodo di estrazione Folch per isolare i lipidi da piccoli pezzi di fegato e poi hanno pesato i campioni di lipidi isolati per calcolare il peso totale dei lipidi all’interno del fegato. Gli scienziati hanno quindi eseguito l’imaging iperspettrale nel vicino infrarosso e hanno utilizzato due metodi di analisi dei dati candidati – regressione parziale dei minimi quadrati e regressione vettoriale di supporto – per visualizzare quantitativamente le distribuzioni dei lipidi all’interno del fegato per identificare il metodo analitico migliore.

Quando gli scienziati hanno esaminato i loro dati, hanno scoperto che consentiva loro di visualizzare i fegati con colori sfumati in base ai livelli lipidici contenuti nel fegato e di generare mappe delle densità lipidiche locali all’interno dei fegati. I livelli lipidici misurati con l’imaging iperspettrale erano strettamente correlati ai livelli lipidici effettivi quantificati in base al metodo di estrazione Folch e questa correlazione era più forte nei livelli lipidici calcolati utilizzando la regressione del vettore di supporto rispetto ai livelli lipidici calcolati utilizzando la regressione dei minimi quadrati parziale.

Nell’articolare il significato della ricerca del suo team, il dottor Okubo osserva: “Abbiamo sviluppato un metodo per visualizzare la distribuzione dei lipidi nel fegato utilizzando una tecnica di imaging spettrale nel vicino infrarosso che incorpora l’apprendimento automatico”. Questo è importante perché le tecnologie di imaging spettrale nel vicino infrarosso potrebbero essere utilizzate per la valutazione non invasiva dello stato del fegato, fornendo così un’opzione diagnostica per i medici durante le indagini sui casi di NAFLD. L’imaging spettrale nel vicino infrarosso può essere utilizzato anche per rilevare lipidi specificitipi di composti, e il dottor Okubo sottolinea subito che “l’obiettivo finale di questa ricerca collaborativa è differenziare e identificare gli acidi grassi nel fegato”. Il raggiungimento di questo obiettivo futuro rappresenterebbe un importante progresso nella ricerca sulle malattie del fegato grasso.

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