Lunedì, 05 Febbraio 2018 16:12

Nanointerruttori: innovazione per la diagnostica clinica grazie alla ricerca italiana

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Il risultato è frutto dell’unione tra l’Università degli studi di “Tor Vergata” e la Ulisse Biomed, una startup triestina che ha permesso lo sviluppo di un innovativo test diagnostico per rilevare anticorpi tramite un sistema non invasivo, molto preciso ed economico

Grazie a questa nuova invenzione sarà possibile rilevare istantaneamente la presenza nel sangue di biomarcatori batterici, virali o tumorali, di monitorare il livello di alcuni farmaci in circolo, rendendo le terapie farmacologiche sempre più personalizzate, e delineare il livello di protezione di un vaccino o di un'immunoterapia, ottenendo così informazioni importanti sull’efficacia dei trattamenti. I nanointerrutori potranno, quindi, esser impiegati anche per analisi cliniche su larga scala e screening sulla popolazione.

Abbiamo incontrato due brillanti ricercatori, espressione dell’eccellenza italiana riconosciuta anche in campo internazionale. Parliamo del Professor Francesco Ricci dell’Università di Roma Tor Vergata, autore senior della recente pubblicazione apparsa sull’autorevole rivista internazionale Journal of the American Chemical Society e Il dottor Alessandro Porchetta, ricercatore all’Università di Roma Tor Vergata.

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Qual è il funzionamento di questa scoperta?

Partiamo dal presupposto che le biomolecole sono come gli esseri umani: possono interagire fisicamente solo quando si incontrano. Tuttavia, l'ambiente affollato di una cellula assomiglia a quello di una metropoli in cui gli incontri casuali sono praticamente impossibili. Proprio come le biomolecole umane hanno bisogno di amici e luoghi comuni per incontrarsi e stare insieme. La natura ha inventato molte strategie per avvicinare le biomolecole in modo che possano incontrarsi e interagire e questi meccanismi sono la base per la vita così come la conosciamo. Nelle cellule, ad esempio, diversi recettori possono catturare le biomolecole e avvicinarle in un ambiente molto piccolo dove possono finalmente incontrarsi e interagire. La nostra idea è stata quella di ricreare tale meccanismo per rilevare specifici biomarcatori (anticorpi) contenuti in campioni clinici. Per fare questo abbiamo progettato due interruttori sintetici di pochi nanometri (1 nanometro = 1 milionesimo di millimetro) realizzati con DNA sintetico che possono interagire tra loro ed emettere fluorescenza solo quando si avvicinano l'uno all'altro e ciò avviene solo in presenza del biomarcatore che si vuole rilevare.
Ai due nanointerruttori sono infatti collegati dei piccoli elementi che permettono il  riconoscimento di uno specifico anticorpo (biomarcatore per diverse malattie). Gli anticorpi sono macromolecole a forma di Y con due siti alle estremità delle due braccia in grado di legare gli elementi di riconoscimento, tali siti sono distanti tra loro pochi nanometri. Se l'anticorpo è presente in soluzione, legherà i due nanointerruttori avvicinandoli tra loro. I nanointerruttori avvicinati per azione dell’anticorpo potranno interagire tra loro ed emettere un segnale otticamente misurabile. Questa risposta ottica può essere utilizzata per segnalare la presenza dell’anticorpo e dare informazioni sulla sua concentrazione all’interno del campione biologico.

Questo processo è valido per tutti gli anticorpi?

Nella nostra ricerca abbiamo dimostrato la possibilità di utilizzare questa strategia per rilevare un'ampia gamma di anticorpi bersaglio (semplicemente cambiando l'elemento di riconoscimento collegato ai nanointerruttori). In un'applicazione molto interessante di questo metodo abbiamo, ad esempio, dimostrato che è possibile rilevare anticorpi sviluppati da pazienti HIV positivi sottoposti a trattamento vaccinale attualmente in fase di sperimentazione clinica. Questa piattaforma, oltre che essere impiegata in diagnostica clinica, potrebbe quindi essere utile per testare l'efficacia di un trattamento terapeutico.

Possiamo parlare di una vera e propria innovazione in questo campo?1.jpg

Assolutamente sì. L’approccio che proponiamo è estremamente innovativo e presenta molti vantaggi rispetto ai metodi di analisi convenzionali per la misura di anticorpi. I nanointerruttori che abbiamo sviluppato in collaborazione con la Ulisse Biomed danno una risposta nell’arco di pochi secondi, sono estremamente sensibili e hanno un costo circa 10 volte più basso rispetto ai metodi attualmente in commercio. Grazie a questo risultato stiamo attualmente lavorando alla miniaturizzazione della nostra piattaforma diagnostica per permettere nel futuro a chiunque di utilizzare autonomamente questi sensori a casa propria, in modo rapido e sicuro.

Il video  che descrive il principio del metodo di analisi

Intervista pubblicata grazie alla concessione di Labozeta Spa

 

Alessandro Ambrosin

direttore responsabile

www.dazebaonews.it

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