Con l’obiettivo di ridurre il tasso di mortalità da sepsi di oltre il 70%, un team di scienziati europei ha sviluppato un rilevatore microarray che utilizza un piccolo campione di sangue per produrre risultati in meno di 30 minuti. Le tecniche attuali per rilevare la sepsi possono richiedere ore o addirittura giorni per produrre i risultati e la diagnosi.

Programmato per rilevare le proteine e l’E. coli, uno dei batteri mortali che possono causare lo shock settico del corpo umano, il rivelatore utilizza la luce per cercare biomarcatori specifici (i segni rivelatori o un indicatore di una malattia) che sono piccoli come pochi nanometri di dimensione.

Il rivelatore rapido di microarray esamina un piccolo campione di sangue prelevato da un pollice o un indice. Il campione di sangue del paziente viene poi separato in una centrifuga in modo che un medico possa esaminare il plasma, la parte del campione di sangue dove sono contenute tutte le proteine.

“La lettura ottica del campione può essere completata in un minuto, consentendoci di fornire risultati in 30 minuti dall’inizio alla fine”, dice il coordinatore del progetto Roland Terborg. “Questo è molto più veloce dei metodi attualmente in uso. Con una condizione come la sepsi in cui il tempo è cruciale, questo dispositivo sembra destinato a prevenire migliaia di morti ogni anno che avrebbero potuto essere facilmente evitate.”

Sviluppato dal progetto “Scalable point-of-care and label-free microarray platform for rapid detection of Sepsis” (RAIS), il progetto è stato coordinato da The Institute of Photonic Sciences (ICFO; Barcellona, Spagna) ed è una storia di successo per il Photonics Public Private Partnership.

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Il rilevatore di sepsi usa la fotonica per fare una diagnosi chiara e precisa. Il campione di plasma scorre su un microarray, una collezione di piccoli punti contenenti anticorpi specifici su un vetrino d’oro nanostrutturato. Due fasci di luce vengono poi fatti passare attraverso il microarray completo, con uno di essi che passa attraverso il campione, mentre l’altro passa attraverso la parte trasparente del vetrino, che funge da riferimento. I fasci che passano attraverso il biomarcatore e le regioni trasparenti sul vetrino vengono poi controllati per rilevare eventuali cambiamenti di intensità.

“A seconda della quantità e del tipo di biomarcatore attaccato a ciascun anticorpo, otteniamo un’immagine unica: un modello di firma, se vuoi”, spiega Terborg. “I modelli di immagine ci dicono cosa è presente nel campione di plasma, che poi registriamo con un sensore CMOS, la stessa tecnologia usata in una macchina fotografica digitale che converte la luce in elettroni”.

La rapida individuazione della sepsi potrebbe far risparmiare al sistema sanitario diverse decine di miliardi di euro all’anno, grazie alla diminuzione dei ricoveri in ospedale e alla riduzione dell’uso di farmaci non necessari e dei costi assicurativi associati. Il dispositivo potrebbe anche essere esteso per eseguire su altri tipi di screening delle malattie o diagnosi multiple simultanee, in particolare quelle che richiedono una rapida rilevazione di un gran numero di obiettivi biochimici (più di 1 milione) su un singolo microarray.

Sperimentazioni precliniche sono già iniziate all’ospedale universitario Vall d’Hebron (sempre a Barcellona), dove il dispositivo è in funzione dal 2018. I test clinici sono previsti per la fine del 2019.

Per maggiori informazioni, visitare photonics21.org.