Un breath test per la leishmaniosi canina
La leishmaniosi è una malattia parassitaria che minaccia la salute sia degli animali che degli esseri umani in Europa, Africa, Asia e Sud America. Trasmessa dalla puntura di mosche infette, si manifesta come leishmaniosi cutanea, che causa gravi ulcerazioni cutanee, o come leishmaniosi viscerale, una forma potenzialmente letale che colpisce organi vitali come milza, fegato e midollo osseo. I cani sono il principale serbatoio del parassita, perciò la diagnosi rapida e precisa delle infezioni canine è essenziale per proteggere la nostra salute e quella degli animali. Tuttavia, i metodi diagnostici convenzionali sono spesso invasivi e costosi o producono risultati ambigui.
Identificare i biomarcatori volatili
Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto CANLEISH(si apre in una nuova finestra) si prefigge di indagare nuovi approcci non invasivi per migliorare l’individuazione della leishmaniosi canina. Combinando l’analisi dei composti organici volatili (COV), un prototipo di naso elettronico e l’analisi dei dati guidata dall’intelligenza artificiale, il consorzio ha sviluppato una piattaforma che potrebbe rivoluzionare la diagnostica veterinaria. «L’obiettivo principale era cercare e identificare le impronte chimiche della leishmaniosi canina», spiega la coordinatrice del progetto Violeta Elena Simion. Attraverso la gascromatografia-spettrometria di massa(si apre in una nuova finestra), il gruppo di ricerca ha analizzato i composti volatili rilasciati nell’alito e nel pelo dei cani infettati dalla leishmaniosi. Dai risultati sono emersi un potenziale biomarcatore del respiro e cinque possibili biomarcatori del pelo per la leishmaniosi cutanea, oltre a nove e quattro biomarcatori rispettivi per la forma viscerale. Un dato interessante è che il composto gliceril monooleato è apparso in entrambe le forme, il che lo renderebbe un potenziale marcatore universale. Questo lavoro, pubblicato su Analytical and Bioanalytical Chemistry(si apre in una nuova finestra) suggerisce che l’analisi dei COV è una strada promettente per la diagnosi non invasiva e dovrebbe contribuire al processo decisionale clinico.
Un prototipo di naso elettronico portatile
Per tradurre queste scoperte in uno strumento diagnostico pratico, il consorzio ha sviluppato un naso elettronico(si apre in una nuova finestra) portatile. Il dispositivo integra otto sensori di gas, supportati da sensori di umidità, temperatura e di flusso, per rilevare le firme dei COV degli animali infetti. L’équipe di ricerca ha usato il prototipo per analizzare i campioni di respiro dei cani, mentre i dati sono stati elaborati attraverso la piattaforma software ODORA, sviluppata appositamente per il progetto. Sebbene nello studio di convalida siano stati inclusi solo cinque cani, il sistema ha dimostrato con successo la prova di concetto. «Il nostro prototipo è molto promettente, ma saranno necessari studi di convalida più ampi per valutarne appieno l’accuratezza diagnostica», sottolinea Simion.
Sfruttare l’IA per il supporto alle decisioni
CANLEISH ha costruito un sistema di supporto decisionale basato sull’intelligenza artificiale, in grado di interpretare i risultati dei sensori e distinguere tra cani sani e infetti. I modelli di apprendimento automatico sono stati addestrati su serie di dati relativi a cani provenienti dalla Tunisia, utilizzando i profili COV del pelo e del respiro. I modelli hanno classificato in modo affidabile gli animali infetti e quelli di controllo, ma saranno necessarie ulteriori ricerche per distinguere i tipi di infezione o per tenere conto delle differenze geografiche nei COV.
Impatto sostenibile
Oltre ad aver raggiunto traguardi tecnici, CANLEISH ha posto l’accento sulla costruzione di reti di ricerca sostenibili in Europa, Africa, Asia e America Latina. Alcuni gruppi multidisciplinari di esperti hanno collaborato attraverso distaccamenti internazionali e hanno formato la prossima generazione di ricercatori con metodi interdisciplinari all’avanguardia. Secondo Simion: «Il più grande beneficio di CANLEISH non è stato solo lo sviluppo di questa tecnologia, ma anche la creazione di reti di ricerca sostenibili e la formazione di ricercatori all’inizio della carriera.» Nel complesso, il progetto ha gettato le basi per la realizzazione di futuri strumenti diagnostici veterinari non invasivi, portatili ed economici. Grazie all’integrazione dei nasi elettronici nelle cliniche mobili, la diagnosi potrebbe raggiungere aree remote dove l’accesso ai laboratori è limitato. Inoltre, il personale veterinario potrebbe essere formato per usare questi strumenti, contribuendo alla diffusione della diagnosi precoce della leishmaniosi canina.
