Ricerche

Una patch con decine di milioni di aghi microscopici potrebbe presto sostituire le biopsie tradizionali.

La patch (cerotto, toppa, applicazione, ...) offre un'alternativa indolore e meno invasiva a milioni di pazienti in tutto il mondo che subiscono biopsie ogni anno per rilevare e monitorare malattie come il cancro e l'Alzheimer. 

Le biopsie sono tra le procedure diagnostiche più comuni in tutto il mondo, eseguite milioni di volte ogni anno per rilevare le malattie. Tuttavia, sono invasive, possono causare dolore e complicanze e possono dissuadere i pazienti dalla ricerca di diagnosi precoci o test di controllo. Le biopsie tradizionali rimuovono anche piccoli pezzi di tessuto, limitando la frequenza con cui i medici possono analizzare organi malati come il cervello.

Ora, un team interdisciplinare di scienziati del King's College di Londra ha sviluppato una patch di nanoaghi che raccoglie in modo indolore informazioni molecolari dai tessuti senza rimuoverli o danneggiarli. Ciò potrebbe consentire ai team sanitari di monitorare la malattia in tempo reale ed eseguire test multipli e ripetibili dalla stessa area, qualcosa di impossibile con le biopsie standard.

Poiché i nanoaghi sono 1.000 volte più sottili di un capello umano e non rimuovono il tessuto, non causano dolore o danno, rendendo il processo meno doloroso per i pazienti rispetto alle biopsie standard. Per molti, ciò potrebbe significare una diagnosi precedente e un monitoraggio più regolare, trasformando il modo in cui le malattie vengono monitorate e trattate.

Il dott. Ciro Chiappini, che ha guidato la ricerca pubblicata su Nature Nanotechnology, ha dichiarato: "Stiamo lavorando sui nanoaghi da dodici anni, ma questo è il nostro sviluppo più interessante di sempre. Apre un mondo di possibilità per le persone con cancro al cervello e con Alzheimer, e fa avanzare la medicina personalizzata".

Come funzionano le patch

La patch è coperta da decine di milioni di nanoaghi. In studi preclinici, il team ha applicato la patch al tessuto del cancro al cervello prelevato da biopsie umane e da topi modello. I nanoaghi hanno estratto 'impronte digitali' molecolari - che includono lipidi, proteine ​​e mRNA - dalle cellule, senza rimuovere o danneggiare il tessuto.

L'impronta tissutale viene quindi analizzata usando la spettrometria di massa e l'intelligenza artificiale, fornendo ai team sanitari informazioni dettagliate sul fatto che sia presente un tumore, su come risponde al trattamento e in che modo la malattia sta progredendo a livello cellulare.

Il dott. Chiappini ha dichiarato: “Questo approccio fornisce informazioni molecolari multidimensionali da diversi tipi di cellule all'interno dello stesso tessuto. Le biopsie tradizionali semplicemente non possono farlo. E poiché il processo non distrugge il tessuto, possiamo campionare più volte lo stesso tessuto, che in precedenza era impossibile".

Nanoaghi su lenti a contatto?

Questa tecnologia potrebbe essere usata durante la chirurgia cerebrale per aiutare i chirurghi a prendere decisioni più veloci e precise. Ad esempio, applicando la patch su un'area sospetta, i risultati potrebbero essere ottenuti entro 20 minuti e guidare le decisioni in tempo reale sulla rimozione del tessuto canceroso.

I nanoaghi, realizzati utilizzando le stesse tecniche di produzione dei chip per computer, possono essere integrati in dispositivi medici comuni come bende, endoscopi e lenti a contatto. 

Il dott. Chiappini ha aggiunto: "Questo potrebbe essere l'inizio della fine per biopsie dolorose. La nostra tecnologia apre nuovi modi per diagnosticare e monitorare le malattie in modo sicuro e indolore - aiutando medici e pazienti a prendere decisioni migliori e più veloci".

La svolta è stata resa possibile da una collaborazione altamente interdisciplinare tra esperti di nanoingegneria, oncologia clinica, biologia cellulare e intelligenza artificiale, ognuno dei quali ha portato strumenti e prospettive essenziali che, insieme, hanno sbloccato un nuovo approccio alla diagnostica non invasiva.