I ricercatori dell’Università di Notre Dame hanno sviluppato un innovativo dispositivo automatizzato capace di diagnosticare rapidamente il glioblastoma, un tumore cerebrale aggressivo e incurabile.
Questo strumento, in grado di fornire risultati in meno di un’ora, rappresenta un passo avanti significativo nella lotta contro questa malattia, che attualmente lascia ai pazienti una prospettiva di vita di soli 12-18 mesi dopo la diagnosi.
Il cuore della nuova tecnologia è un biochip che sfrutta la tecnologia elettrocinetica per rilevare biomarcatori specifici, in particolare i recettori attivi del fattore di crescita epidermico (EGFR), spesso sovraespressi nei tumori come il glioblastoma.
Questi biomarcatori sono individuati nelle vescicole extracellulari, nanoparticelle secrete dalle cellule tumorali.
Hsueh-Chia Chang, professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso la Bayer University di Notre Dame e autore principale dello studio, ha spiegato che la sfida principale era sviluppare un metodo capace di distinguere tra EGFR attivi e non attivi, garantendo al contempo una diagnosi sensibile e selettiva.
L’innovativo sensore elettrocinetico
Il team ha quindi creato un biochip dotato di un sensore elettrocinetico, delle dimensioni di una pallina di penna, che sfrutta le caratteristiche delle vescicole extracellulari.
Grazie agli anticorpi presenti sul sensore, è possibile formare legami multipli con una singola vescicola, migliorando così la sensibilità e la precisione del test.
La presenza di EGFR attivi viene poi segnalata da nanoparticelle di silice sintetica, che inducono uno spostamento di voltaggio, indicativo del glioblastoma.
Questa tecnologia offre diversi vantaggi rispetto ai metodi esistenti, poiché minimizza le interferenze tipiche dei sensori che utilizzano reazioni elettrochimiche o fluorescenza.
Satyajyoti Senapati, coautore dello studio, ha sottolineato che il sensore può analizzare direttamente campioni di sangue senza necessità di pretrattamenti, mantenendo un basso livello di rumore e aumentando così l’efficacia nel rilevamento delle malattie.
Il dispositivo diagnostico è composto da tre elementi: un’interfaccia di automazione, un prototipo di macchina portatile per eseguire il test, e il biochip.
Ogni test richiede solo 100 microlitri di sangue e un nuovo biochip, il cui costo di produzione è inferiore a 2 dollari, mentre l’interfaccia e il prototipo sono riutilizzabili.
Sebbene inizialmente sviluppato per il glioblastoma, i ricercatori ritengono che il dispositivo possa essere adattato per diagnosticare altre malattie, inclusi il cancro al pancreas, malattie cardiovascolari, demenza ed epilessia.
“La nostra tecnica non è specifica per il glioblastoma,” ha affermato Chang, “ma abbiamo scelto di iniziare con questo tumore a causa della sua letalità e della mancanza di test di screening precoce disponibili. Speriamo che una diagnosi precoce possa migliorare le possibilità di sopravvivenza.”
Il dispositivo è stato testato con campioni di sangue forniti dal Centro per la ricerca sul cancro al cervello dell’Olivia Newton-John Cancer Research Institute di Melbourne, Australia.
Oltre a Chang e Senapati, il progetto ha visto la collaborazione di ricercatori della Vanderbilt University e dell’Olivia Newton-John Cancer Research Institute.
Lo studio è stato finanziato dal National Institutes of Health Common Fund.
