La tecnologia lab-on-chip fornisce una diagnosi precoce per le malattie di Alzheimer e di Parkinson
L’Alzheimer e il Parkinson sono due tra i disturbi neurodegenerativi più comuni in tutto il mondo; sono disturbi neurologici estremamente debilitanti, per la gran parte incurabili e legati all’età anziana. La diagnosi precoce di queste e di altre malattie può evitare un deterioramento ulteriore, portando a migliori esiti per il paziente. Tra gli attuali metodi diagnostici, due si sono dimostrati promettenti: la scansione PET del cervello per trovare depositi di una specifica proteina chiamata beta-amiloide e l’analisi di alcuni livelli di amminoacidi e proteine presenti nel fluido cerebrospinale. Tuttavia, tali metodi diagnostici comportano costi elevati e sono invasivi per il paziente; inoltre, queste tecniche sono realisticamente applicabili solo quando la malattia si trova a uno stadio abbastanza avanzato, quando potrebbe essere troppo tardi per un trattamento terapeutico efficace. «Anticipare la diagnosi di alcuni mesi o addirittura di anni potrebbe rendere molto più efficaci le terapie disponibili. Inoltre, permetterebbe di stimolare lo sviluppo di nuove terapie, individuando piccole variazioni all’interno del corpo e combattendo la malattia fin dai primi stadi», afferma Valentin Alek Dediu, coordinatore del gruppo di ricerca Multifunctional Nanomaterials for Molecular Spintronics and Magnetism (Nanomateriali multifunzionali per la spintronica molecolare e il magnetismo) presso l’ISMN del CNR a Bologna. Il progetto MADIA ha sviluppato un metodo diagnostico non invasivo in grado di effettuare analisi del fluido cerebrospinale con una precisione senza precedenti e impiegabile anche con campioni più facilmente disponibili, quali sangue e saliva. «MADIA ha fatto progredire un nuovo concetto lab-on-chip per la diagnosi precoce ultrasensibile, basandosi sulla rilevazione di marcatori legati a etichette magnetiche», aggiunge Dediu, coordinatore del progetto MADIA.
Etichettare biomarcatori con nanoparticelle magnetiche
MADIA impiega alcune nanoparticelle, conosciute come nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetiche superparamagnetic iron oxide nanoparticles o SPION, legandole ad alcuni biomarcatori, aggiungendo etichette magnetiche e rendendole visibili a scanner magnetici. Una serie di sensori magnetici è integrata con un dispositivo microfluidico, in grado di analizzare il fluido cerebrospinale o altri fluidi corporei. «Il principale vantaggio dell’approccio magnetico è la capacità di rilevare un numero molto ristretto di SPION e dunque di biomarcatori. La rilevazione magnetica è facilmente in grado di raggiungere la sensibilità di 1 000 nanoparticelle, o 1 000 biomarcatori», spiega Dediu. MADIA rileva gli amiloidi, riconosciuti come i biomarcatori della malattia di Alzheimer, ma in via di principio la tecnologia può essere applicata a vari biomarcatori, osserva Dediu. Essa può essere facilmente adattata per l’impiego in sistemi diagnostici indossabili e impiegata per la rilevazione di biomarcatori o tossine nel sudore o in altri fluidi corporei. Il test funziona su nanoscala: 10-150 nanometri: include perciò la maggior parte dei biomarcatori, ma può rilevare anche la presenza di virus.
Una prova il concetto ben riuscita
«Dobbiamo e vogliamo andare oltre, arrivando ad assemblare il vero prototipo di dispositivo diagnostico, che ci permetterà di discutere della produzione futura con aziende e ospedali, per effettuare ulteriori sperimentazioni e validazioni», afferma Dediu. Il consorzio MADIA intende investire fondi locali disponibili per portare il dispositivo al prototipo di livello successivo, per poi richiedere un ulteriore contributo finanziario dell’Unione europea che permetterà di sviluppare il progetto a un livello pre-commerciale. «In parallelo, il gruppo del progetto sta inoltre lavorando attivamente per divulgare gli sforzi di ricerca, in modo da convincere le parti interessate e i responsabili delle politiche che l’idea di lab-on-a-chip può forgiare la futura struttura diagnostica della nostra società», conclude Dediu.
Parole chiave
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