Zhaoyuan Lyu (sinistra) e Shichao Ding, primi autori della ricerca.

Scienziati della Washington State University hanno sviluppato un metodo per rilevare i biomarcatori del morbo di Alzheimer (MA), che è 10 volte più sensibile rispetto alla tecnologia attuale via analisi del sangue.

Anche se è ancora nelle fasi iniziali di sviluppo, la ricerca potrebbe portare alla diagnosi precoce della malattia neurodegenerativa del cervello che colpisce 5,8 milioni di persone negli Stati Uniti, che possono diventare 14 milioni per il 2050.

Guidati dalla prof.ssa di ricerca Dan (Annie) Du della WSU, i ricercatori riferiscono sulla rivista Research dell'uso di un enzima artificiale per rilevare i biomarcatori del MA. I primi coautori sono Zhaoyuan Lyu e Shichao Ding, dottorandi della WSU.

Per il MA, i medici diagnosticano il più delle volte i pazienti in base ai loro sintomi. A quel punto, i pazienti spesso hanno già danni cerebrali gravi. Anche le tecnologie di scansione, come la risonanza magnetica e la TAC, possono essere usate per aiutare a confermare la malattia, ma non sono adatte per la diagnosi nella fase precoce. Di tanto in tanto, i medici possono prelevare il liquido spinale per cercare le proteine ​​amiloidi-beta, i marcatori della malattia, ma il processo è più invasivo di un semplice esame del sangue.

Un modo comune di verificare il sangue è il saggio di immunoassorbimento enzimatico (ELISA, enzyme-linked immunosorbent assay), che viene usato per testare varie malattie come l'HIV, che causa l'AIDS, e la malattia di Lyme. L'ELISA usa un enzima naturale presente nelle radici di rafano, che possono cambiare colore per indicare la presenza dei marcatori di malattia. Ma, questa tecnica è difficile da usare per rilevare le proteine ​amiloidi-beta del MA, perché i loro livelli nel sangue sono troppo bassi.

L'anno scorso, i ricercatori della WSU hanno creato un enzima artificiale usando un'architettura a singolo atomo che era in grado di funzionare con la stessa efficienza degli enzimi naturali. Il loro enzima artificiale, chiamato nanozyme, è fatto di atomi singoli di ferro incorporati in nanotubi di carbonio dopato di azoto.

Per questo lavoro, i ricercatori sono riusciti a usare il loro nanozyme ad atomo singolo per mimare il sito attivo di un enzima naturale e per rilevare le proteine ​​del MA a livelli 10 volte inferiori dei test ELISA disponibili in commercio.

“Il nanozyme basato su un catalizzatore a singolo atomo che abbiamo creato ha una struttura simile a un enzima naturale, con attività notevolmente simile all'enzima, e ha aperto la strada alla rilevazione del biomarcatore di MA”, ha detto la Du.

Il nanozyme è anche più robusto degli enzimi naturali, che possono degradarsi in ambienti acidi o ad alte temperature, nonché meno costoso e può essere immagazzinato per lunghi periodi di tempo, secondo la Du.

La Lyu ha detto che suoi familiari sono stati toccati dal MA, che ha impatto enorme sulla vita quotidiana dei pazienti e delle loro famiglie. Lei spera di riuscire a fare la differenza nel rilevare molto presto la malattia: “Questo progresso ha un grande potenziale per la diagnosi in uno stadio precoce del MA”.

Il passo successivo dei ricercatori coinvolgerà la verifica del loro metodo con campioni di sangue reale.