Una nuova piattaforma lab-on-disk permette di eseguire analisi decentrate per determinare l’impronta molecolare delle infezioni orali e delle vie respiratorie
Le infezioni delle vie respiratorie vengono spesso trattate unicamente in base ai sintomi del paziente, anche se tale pratica può portare alla prescrizione inaccurata e all’uso eccessivo di antibiotici. La difficoltà consiste nell’identificare con precisione i patogeni (virus o batteri) responsabili dell’infezione e istituire conseguentemente un trattamento mirato. Fino ad ora, ciò richiedeva lunghe e costose analisi di laboratorio sui campioni. La carie dentaria e la periodontite da sole sono due tra le malattie croniche non trasmissibili più diffuse a livello mondiale e nei paesi ad alto reddito il 5-10 % dell’intera spesa sanitaria pubblica è destinato alla salute orale. La diagnosi precoce di queste patologie è importante per il monitoraggio a lungo termine della malattia e per lo sviluppo di trattamenti specifici per ciascun paziente attraverso l’identificazione dei batteri responsabili e dei biomarcatori proteici dell’ospite. Il progetto DIAGORAS ha sviluppato una piattaforma che consente a specialisti, medici generici e dentisti di eseguire un esame diagnostico decentrato. Il test è costituito da un pannello di target microbici e biomarcatori dell’ospite che permettono un’analisi completa sul paziente e una diagnosi, un trattamento e un monitoraggio accurati delle malattie.
La piattaforma diagnostica
«La nostra piattaforma permette di prelevare campioni, identificare i microrganismi responsabili e misurare i biomarcatori umani di infezione-risposta ad essi associati», spiega il dott. Konstantinos Mitsakakis, coordinatore del progetto. «La piattaforma sarà utile per ridurre i casi di prescrizione di antibiotici “a titolo precauzionale” e facilitare una migliore gestione dei costi associati alla salute dentale». Il cuore del sistema è costituito da una piattaforma microfluidica a forma di disco, il LabDisk, nella quale sono integrati tutti i componenti biochimici e le microparticelle necessari per eseguire analisi microbiologiche e dei biomarcatori proteici. «In pratica, la piattaforma rappresenta un intero laboratorio miniaturizzato su un disco», sostiene il dott. Mitsakakis, che lavora presso la Hahn-Schickard, l’istituzione che coordina il progetto, a Friburgo, in Germania. Per le infezioni delle vie respiratorie, l’operatore deve semplicemente eseguire un tampone sul paziente, collocarlo nel terreno di trasporto e inserire una piccola quantità di tale terreno nel disco DIAGORAS. Tutte le procedure molecolari necessarie vengono quindi realizzate automaticamente e il risultato viene poi reso disponibile attraverso il lettore della piattaforma LabDisk. In sostanza, il DNA e l’RNA dei patogeni vengono estratti, purificati e combinati con i reagenti di amplificazione (PCR). Questa miscela è poi distribuita in varie camere di reazione in cui si verifica l’amplificazione degli acidi nucleici e viene generato un segnale. Un segnale positivo in una determinata camera indica che sono presenti uno o più patogeni specifici. La procedura per le infezioni orali è identica, tranne per il fatto che il campione utilizzato è costituito da saliva e il pannello di microrganismi da identificare è diverso. In entrambe le applicazioni vengono adoperate anche micro/nanoparticelle per rilevare e quantificare i livelli di biomarcatori specifici dell’ospite.
Un trattamento più accurato
La relazione generata fornisce informazioni utili su una serie di microrganismi e indica il livello di biomarcatori proteici presenti nel campione analizzato, permettendo di prendere decisioni che garantiscono trattamenti più accurati rispetto all’uso dei soli sintomi diagnostici. «Siamo molto contenti di lavorare allo sviluppo di uno strumento diagnostico potente destinato agli operatori sanitari, che consentirà il trattamento rapido e accurato di malattie che prima o poi interessano quasi tutti. Il sistema è ora pronto per passare alla fase di sviluppo del prodotto e poi a quella di convalida clinica», afferma il dott. Mitsakakis.
Parole chiave
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