Periodontite: buone nuove per milioni di tedeschi affetti

Dodici milioni di tedeschi soffrono di periodontite, un’infiammazione che può portare alla perdita dei denti se non si cura. Il sanguinamento delle gengive quando si lavano i denti o quando si morde una mela può essere un segno di periodontite, una malattia dei tessuti che circondano e sostengono il dente. La placca batterica attacca l’osso, il che significa che il sostegno dei denti si può allentare nel tempo e nel peggiore dei casi essi possono persino cadere, poiché rimangono senza un solido fondamento che li tenga al loro posto. Inoltre, la periodontite agisce anche come punto focale dal quale la malattia può espandersi a tutto il corpo: se il batterio, che può essere molto aggressivo, entra nel flusso sanguigno, può causare ulteriori danni altrove. I medici sospettano che ci sia un collegamento tra i patogeni della periodontite e il tipo di danno cardiovascolare che può causare infarti e ictus. Per fermare la fonte dell’infiammazione, i dentisti rimuovono il tartaro e i depositi dalla superficie dei denti, ma spesso questo non basta, i batteri aggressivi si possono eliminare solo con gli antibiotici.

Delle stimate 700 specie di batteri che si trovano nel cavo orale, solo undici sono state identificate come causa della malattia periodontale, in particolare alcune di queste sono considerate gravemente patogene. Se questi biomarcatori sono presenti nel solco gengivale – il piccolo spazio intorno alla base del dente – allora il paziente è ad alto rischio di una forma grave di periodontite. Il solo modo di confermarlo però è condurre un test batterico. Il problema è che i metodi attuali per identificare i patogeni richiedono molto tempo e le analisi devono essere condotte in un laboratorio esterno. Le analisi batteriche tradizionali con la coltura microbica comportano il rischio di uccidere i batteri non appena essi vengono a contatto con l’ossigeno.

Gli scienziati tedeschi però hanno sviluppato un’innovativa piattaforma diagnostica mobile che si può usare in uno studio dentistico per analizzare il DNA raccolto dal dente e identificare gli undici patogeni della periodontite più rilevanti in meno di 30 minuti.

Gli scienziati dell’Istituto Franuhofer per la terapia cellulare e l’immunologia IZI di Lipsia hanno collaborato con due aziende, BECIT GmbH e ERT-Optik, per sviluppare un modulo laboratorio su chip chiamato ParoChip. In futuro questo permetterà ai dentisti e ai laboratori medici di preparare campioni velocemente e poi analizzare i batteri. Tutti i passi del procedimento – la duplicazione delle sequenze di DNA e la loro rilevazione – avvengono direttamente sulla piattaforma, che consiste in una scheda microfluidica di circa sei centimetri di diametro. “Finora, l’analisi richiedeva da quattro a sei ore. Con ParoChip si può fare in meno di 30 minuti. Questo significa che è possibile analizzare un gran numero di campioni in un breve lasso di tempo”, dice il dott. Dirk Kuhlmeier, uno scienziato dell’IZI.
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I campioni sono raccolti usando punte di carta sterili a forma di stuzzicadenti, in seguito i batteri sono rimossi dalla punta e il loro DNA isolato viene iniettato in camere di reazione che contengono reagenti essiccati. Ci sono undici camere come queste su ogni scheda, ognuna contiene il reagente per uno degli undici patogeni periodontali. Il numero totale di batteri è determinato in un’altra camera, attraverso una reazione a catena della polimerasi (PCR). Questo metodo permette di fare milioni di copie di un numero di sequenze di DNA del patogeno anche molto piccolo.

Per generare i velocissimi cambiamenti di temperatura necessari per la PCR, il chip in plastica a forma di disco è attaccato a un blocco metallico di riscaldamento con tre zone di temperatura e viene girato meccanicamente in modo da passare da queste tre zone. Questo provoca la generazione di un segnale fluorescente che è misurato da un dispositivo ottico di misurazione collegato, provvisto di una sonda a fluorescenza, un fotorilevatore e un diodo laser.

Il vantaggio principale è che il segnale permette non solo di quantificare ogni tipo di batterio e quindi determinare la gravità dell’infiammazione, ma anche di stabilire il numero totale di tutti i batteri in totale. Questo permette ai dottori di regolare di conseguenza la cura antibiotica.

“Poiché il sistema di misurazione ottica connesso ci permette di quantificare i batteri, ParoChip è anche adatto all’identificazione di altre cause batteriche di infezione, come i patogeni del cibo o quelli che portano alla sepsi”, dice Kuhlmeier, che continua sottolineando gli altri vantaggi di questa piattaforma diagnostica compatta: “L’uso di ParoChip elimina molte delle fasi manuali che sono necessarie per gli attuali test batterici. I dischi sintetici si possono produrre a poco prezzo e si gettano dopo l’uso come i guanti usa e getta”.

ParoChip, già disponibile come prototipo, sarà usato inizialmente nei laboratori clinici, potrebbe comunque essere usato anche dai dentisti per fare analisi di campioni di pazienti nel proprio studio.

Per maggiori informazioni, visitare:

Istituto Fraunhofer per la terapia cellulare e l’immunologia IZI
http://www.izi.fraunhofer.de/fraunhofer-izi.html?&L=1 /