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Micro/nanosensors for early cancer warning system - diagnostic and prognostic information

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Biosensori per la diagnosi del cancro

Per un’attività diagnostica più efficace sono essenziali innovative metodologie bioanalitiche per la rilevazione di specifici biomarcatori. Alcuni ricercatori europei hanno coordinato il loro impegno allo scopo di introdurre nanosensori in grado di rilevare una varietà di biomarcatori nei campioni biologici.

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Gli attuali saggi molecolari utilizzati ordinariamente per diagnosticare il cancro possono risultare poco sensibili o idonei solo per gli stadi avanzati della malattia. Pertanto, si ricorre ora a nuovi strumenti che valutano il profilo molecolare dei tumori a livello genetico, epigenetico, trascrittomico e proteico, la cui complessità e il cui costo hanno però ostacolato finora l’impiego di routine nella diagnosi clinica. Il progetto SMARTCANCERSENS, finanziato dall’UE, si proponeva di coordinare la collaborazione di partner europei e internazionali, onde consentire l’avvento di nuove tecnologie per rilevare specifici biomarcatori, basandosi sull’idea di sviluppare dispositivi sensibili basati su sensori elettronici nanostrutturati, adatti all’uso nei laboratori medici. I dispositivi sarebbero in grado di rilevare vari biomarcatori, tra cui piccole molecole, ioni metallici, enzimi e proteine correlate alla presenza del cancro. Nella prima parte del progetto, gli scienziati si sono incentrati sull’immobilizzazione di biomateriali e nanomateriali su varie superfici conduttive. Tale lavoro ha comportato l’adesione, la deposizione e il legame incrociato di una serie di materiali innovativi su trasduttori, con successivi parametri analitici di ottimizzazione (sensibilità, selettività). La trasformazione chimica o enzimatica in corrispondenza del sensore è proporzionale alla concentrazione della molecola bersaglio nel campione biologico. Il team ha testato e ottimizzato la sensibilità, la specificità, la gamma dinamica di risposta, l’affidabilità e la stabilità operativa dei dispositivi. Per potenziare la sensibilità nell’esito fornito dal sensore elettronico, sono state sviluppate membrane di riconoscimento di nanodimensione. Servendosi come modello del tamossifene (un farmaco terapeutico), i ricercatori hanno valutato la possibilità di monitorare il farmaco terapeutico mediante interfacce di telefono cellulare, in relazione alla chemiorilevazione. Hanno anche stimato la fattibilità di una rilevazione in situ delle cellule carcinomatose, sulla base di un legame selettivo in corrispondenza di un aptasensore, con successiva una rilevazione senza marcatura. Lo studio SMARTCANCERSENS ha generato dispositivi che potrebbero essere utili in numerose applicazioni biomediche, tra cui il monitoraggio terapeutico di farmaci. I dispositivi potrebbero essere complementari con esistenti esami clinici (che richiedono molto tempo e lavoro), accelerando notevolmente l’analisi dei campioni. Soprattutto, dovrebbero favorire diagnosi più accurate.

Parole chiave

Diagnosi di cancro, biomarcatori, nanosensori, campioni biologici, SMARTCANCERSENS

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