Alzheimer: diagnosi attraverso prelievo ematico di routne

La diagnosi di una malattia si basa sulla misurazione di determinati indicatori presenti nei fluidi corporei, noti come biomarcatori. Questi vengono tradizionalmente analizzati utilizzando tecniche basate sulla biochimica quali il saggio di immunoassorbimento enzimatico (ELISA). Tuttavia, la bassa concentrazione di biomarcatori, unita alla limitata capacità analitica dei metodi convenzionali, impedisce il rilevamento e quindi la diagnosi delle malattie. Nel morbo di Alzheimer (AD, Alzheimer’s Disease), il tipo più diffuso di neurodegenerazione, i livelli dei biomarcatori beta amiloide e tau nel liquido cerebrospinale aumentano prima della comparsa dei sintomi.

Sebbene sia possibile impiegare questi e altri potenziali biomarcatori per una diagnosi tempestiva di AD, la raccolta del liquido cerebrospinale richiede la puntura lombare, una procedura invasiva che richiede il ricovero ospedaliero.

Tecnologia di concentrazione del campione

Nel corso degli anni, gli scienziati hanno seguito diverse tecniche per migliorare il rilevamento dei biomarcatori, inclusa l’amplificazione delle molecole target. Il progetto SensApp, finanziato dall’UE, risponde a questa richiesta di aumento della sensibilità nei test diagnostici attraverso la preconcentrazione di molecole target mediante rimozione del solvente. «Il nostro approccio aumenta drasticamente la concentrazione di biomarcatori riducendo il volume di reazione, ottenendo quindi un’amplificazione dell’uscita del segnale», spiega Simonetta Grilli, coordinatrice del progetto. Il team ha sviluppato un dispositivo che non differisce per dimensioni dalle altre apparecchiature da banco presenti nei laboratori diagnostici. Tale dispositivo si basa su una nuova tecnologia nota come Droplet Split-and-Stack (DSS) che può generare e accumulare minuscole goccioline del campione liquido (plasma, urina, saliva) su un supporto solido quale un vetrino.

Come funziona il Droplet Split-and-Stack?

Il DSS consente l’erogazione di goccioline di campione senza diffusione, rendendo più concentrate le poche molecole presenti in un campione poco abbondante rispetto a una modalità di erogazione standard. In questo modo, l’operatore può rilevare con successo quelle poche molecole mediante una procedura di rilevamento standard, quale l’immunofluorescenza, raggiungendo un’elevata sensibilità finale. L’innovazione alla base di questa nuova tecnologia è la capacità di generare quelle minuscole goccioline mediante il campo elettrico applicato direttamente al campione liquido attraverso l’effetto piroelettrico, che ottiene un cambiamento nella polarizzazione dovuta alla variazione di temperatura. Secondo Grilli: «È la prima volta che tale approccio viene utilizzato per questo tipo di applicazione.» Un ulteriore risultato è la combinazione con un modulo di lettura in grado di rilevare il segnale di fluorescenza proveniente da questi biomarcatori in scarsa quantità.

Rilevamento migliorato dei biomarcatori del morbo di Alzheimer

A dimostrazione del principio, il dispositivo SensApp è stato convalidato su campioni modello, dimostrando la capacità di rilevare biomarcatori di AD fino a livelli inferiori al picogramma. È stato un miglioramento significativo del livello standard di sensibilità dei kit ELISA commerciali. Sebbene i test in ambito clinico siano in sospeso, il dispositivo SensApp offre un approccio di rilevamento superiore per una diagnosi rapida e sensibile di AD. È importante sottolineare che il rilevamento dei biomarcatori può essere ottenuto attraverso un semplice esame del sangue, stabilendo così nuovi standard per lo screening dell’AD nella popolazione. Inoltre, ci si aspetta che migliori la collaborazione con i medici da parte dei pazienti e il follow-up durante la terapia. È interessante notare che l’applicazione del dispositivo SensApp non è limitata all’AD ma può essere implementata per il rilevamento di altri biomarcatori correlati a malattie caratterizzati da una bassa abbondanza.