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microRNA biomarkers in an innovative biophotonic sensor kit for high-specific diagnosis

Informazioni relative al progetto

ID dell’accordo di sovvenzione: 690866

  • Data di avvio

    1 Dicembre 2015

  • Data di completamento

    30 Novembre 2019

Finanziato da:

H2020-EU.1.3.3.

  • Bilancio complessivo:

    € 490 500

  • Contributo UE

    € 445 500

Coordinato da:

OPTOELETTRONICA ITALIA SRL

Italiano IT

Piccoli ma potenti: sfruttare i microRNA per la diagnosi di cancro al polmone

Il cancro al polmone è la principale causa di morte per cancro nel mondo, per la sua presentazione tardiva e la grande eterogeneità. Un progetto europeo ha sfruttato il potere dei microRNA come regolatori principali dell’espressione genica per sviluppare un dosaggio a biomarcatore per una rapida diagnosi del cancro al polmone.

Salute
© one photo, Shutterstock

Negli ultimi due decenni, i microRNA sono emersi come biomarcatori per la diagnosi, la prognosi e la previsione della risposta al trattamento dei tumori. La loro presenza nei fluidi biologici ha anche suscitato grande interesse nel loro uso come biomarcatori non invasivi per la diagnosi precoce di cancro. Sono state riportate diverse tecniche per misurare l’espressione del microRNA nei fluidi biologici. Tuttavia, nonostante i progressi tecnologici, tutti questi metodi richiedono diversi e laboriosi passaggi nella preparazione e nell’amplificazione del campione, introducendo così variabilità ed errore. Ciò ha ostacolato l’utilità clinica dei microRNA come biomarcatori clinicamente preziosi.

Tecnologia proprietaria per il rilevamento di microRNA

Con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto miRNA-DisEASY ha sviluppato un approccio innovativo che unisce con successo due tecnologie in un unico test. Il rilevamento di microRNA nei fluidi biologici avviene tramite un lettore fotonico altamente sensibile (da Optoi) che utilizza Chem-NAT, un metodo chimico unico per il test dell’acido nucleico. «Il nostro obiettivo era quello di sviluppare un test sensibile e a basso costo per rilevare i biomarcatori del cancro al polmone nei fluidi biologici», spiega Cristina Ress, coordinatrice del progetto. Il test miRNA-DisEASY sfrutta la tecnologia proprietaria di DestiNA Genomica per rilevare i microRNA con un’accuratezza di risoluzione a base singola. La tecnologia si basa su sonde di acido nucleico peptidico (PNA) che si ibridizzano perfettamente con i filamenti di microRNA target. Queste sonde PNA sono state sintetizzate con una posizione vuota in cui si posizionerà ed emetterà luce una base azotata SMART complementare marcata. Questo approccio offre specificità a base singola e può identificare accuratamente i microRNA che differiscono per una sola base.

Convalida della piattaforma

I ricercatori hanno convalidato la piattaforma miRNA-DisEASY testando il rilevamento del miR-21, uno dei miRNA deregolati più frequentemente nei pazienti con carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC, Non-Small Cell Lung Cancer). I risultati hanno dimostrato il potenziale di profilazione dei microRNA direttamente da una biopsia liquida, senza estrazione, pre-amplificazione o pre-etichettatura di RNA. Particolare attenzione è stata posta sui microRNA che presentano un profilo di espressione differenziale nell’adenocarcinoma polmonare e nel carcinoma a cellule squamose. Una particolare espressione di miRNA (miR-375) ha mostrato il potenziale per distinguere i tumori polmonari neuroendocrini da quelli non neuroendocrini, mentre due miRNA aggiuntivi potrebbero servire da biomarcatori per la diagnosi ausiliaria di NSCLC.

Significato e prospettive future del progetto

Il carcinoma polmonare viene solitamente diagnosticato in fase avanzata con un tasso di sopravvivenza a 5 anni inferiore al 20 %. Per evitare scansioni tomografiche computerizzate non necessarie, si avverte l’esigenza di un approccio di screening non invasivo. «La piattaforma miRNA-DisEASY ha la capacità di trasformare ed espandere i test e lo screening di routine dei miRNA circolanti nella pratica diagnostica clinica», sottolinea la Ress. L’approccio miRNA-DisEASY offre analisi sia qualitative che quantitative dei biomarcatori di microRNA nei fluidi biologici, promuovendo il campo della diagnostica. Può anche essere personalizzato in modo da analizzare biomarcatori di microRNA di rilevanza clinica diagnostica e prognostica in altre malattie diverse dal cancro come anche per i test tossicologici. Inoltre, la piattaforma può essere adattata per profilare i miRNA in vettori quali gli esosomi, il cui interesse nel campo diagnostico si sta espandendo. La Ress prevede «un’integrazione regolare ma rapida della tecnologia nella pratica clinica di routine, data la rapida analisi, affidabilità ed economicità del metodo». Osserva tuttavia che gli sforzi futuri per la finalizzazione dello sviluppo richiederanno ulteriori finanziamenti o joint venture per lo sfruttamento commerciale della piattaforma.

Parole chiave

miRNA-DisEASY, biomarcatori, microRNA, cancro ai polmoni, test, Chem-NAT, biopsia liquida, sensore ottico

Informazioni relative al progetto

ID dell’accordo di sovvenzione: 690866

  • Data di avvio

    1 Dicembre 2015

  • Data di completamento

    30 Novembre 2019

Finanziato da:

H2020-EU.1.3.3.

  • Bilancio complessivo:

    € 490 500

  • Contributo UE

    € 445 500

Coordinato da:

OPTOELETTRONICA ITALIA SRL