Abstract
I metodi convenzionali per la diagnosi di diversi tipi di cancro, tra cui il cancro ovarico (OC), si basano su metodi invasivi e dolorosi che non sono adatti per uno screening frequente, il quale è tuttavia cruciale per una diagnosi precoce e per aumentare le possibilità di sopravvivenza. Pertanto, è urgente lo sviluppo di biosensori sensibili, portatili, a basso costo e facili da usare per la rivelazione non invasiva di biomarcatori specifici nei fluidi biologici, al fine di consentire uno screening frequente di una grande parte della popolazione per diagnosticare precocemente il tumore e intervenire tempestivamente. I microRNA (miRNA) sono candidati promettenti come marcatori diagnostici per i tumori, poiché il loro profilo di espressione cambia significativamente già nelle fasi iniziali della malattia. Ad esempio, diversi miRNA specifici sono espressi in modo anomalo nel cancro ovarico e rappresentano ideali biomarcatori diagnostici basati sul sangue. Inoltre, il significato diagnostico della misurazione dei livelli di miRNA aumenta notevolmente quando le informazioni singole vengono combinate. Il progetto si propone di sviluppare un biosensore portatile e a basso costo per la quantificazione simultanea di diversi miRNA specifici per il cancro ovarico nel sangue capillare, combinando il semplice e facile da usare test di flusso laterale degli acidi nucleici (NALFA) con la rilevazione ottica (visiva-colorimetrica e chemiluminescente) e sfruttando la misurazione e l'elaborazione del segnale basata su smartphone. Il nuovo biosensore si baserà sulla tecnica LFA, che consiste nell'uso di una membrana porosa di nitrocellulosa in cui sono immobilizzate sonde specifiche per il riconoscimento degli analiti bersaglio in zone spazialmente confinate (zone di test). Mentre pochi microlitri di campione di sangue scorrono attraverso la striscia, ogni miRNA bersaglio verrà catturato da una sonda di cattura del DNA specifico e poi rivelato mediante ibridazione con una seconda sonda di DNA opportunamente marcata per la rivelazione ottica. I segnali colorimetrici o chemiluminescenti verranno misurati utilizzando la fotocamera di uno smartphone e le immagini digitali verranno elaborate utilizzando un'applicazione ad hoc per raggiungere una misurazione quantitativa. Il dispositivo comprenderà una cartuccia che ospita la striscia LFA e i reagenti necessari per il test chemiluminescente, e un adattatore per smartphone che crea una "mini scatola oscura" e assicura la corretta posizione della striscia davanti alla fotocamera. Tutti gli accessori saranno prodotti sfruttando la tecnologia di stampa 3D. L'applicazione sviluppata verrà utilizzata anche per combinare informazioni quantitative sugli analiti bersaglio, fornendo un punteggio che potrebbe rappresentare un allarme per indirizzare verso una diagnosi di conferma. Lo sviluppo di test minimamente invasivi per la diagnosi precoce del cancro ovarico potrebbe rappresentare una svolta nella lotta contro questa malattia, consentendo uno screening su larga scala a basso costo e potrebbe rappresentare un prototipo per lo sviluppo di una nuova generazione di biosensori miRNA multiplex, sfruttando la stessa strategia per la diagnosi precoce e sensibile di altri tumori.
Responsabile scientifico per il Dipartimento
Prof.ssa Martina Zangheri
Partnership
Dipartimento di Chimica, Università degli studi di Torino