Diagnosticare per tempo i tumori con il nanosensore

RENDE – Un team internazionale di ricerca, composto dai ricercatori dell’Istituto di Nanotecnologia (Cnr–Nanotec) di Rende – provincia di Cosenza in Calabria – e dai ricercatori della Case Western Reserve University a Cleveland (Usa) hanno condotto uno studio su un biosensore di ultima generazione basato su metamateriali nanostrutturati e chip microfluidici, utilizzato per la diagnosi iniziale dei tumori.

Un grande obiettivo
Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature, ha preso avvio a seguito della constatazione che vi era l’esigenza clinica di individuare in qualche modo la presenza di enzimi e proteine di bassissimo peso molecolare, che sono espressione di tessuti cancerosi e di cellule tumorali circolanti. Cosa che fino a oggi non era possibile, dato che le attuali tecniche diagnostiche non permettono di individuare molecole a basso peso molecolare (< 1000 Daltons) e a basse concentrazioni (< 10 micromolari). Le attuali limitazioni fisiche degli strumenti diagnostici, infatti, forniscono spesso risultati cosiddetti ’’falsi negativi’’ in pazienti che, in effetti, sono invece affetti da patologie tumorali.

La diagnosi precoce, il miglior modo per combattere il cancro
Se la miglior cura è e resta sempre la prevenzione, la diagnosi precoce, qualora si sia già in presenza della malattia, è fondamentale per le prognosi favorevoli e la eventuale cura del cancro. Ecco pertanto che poter avere a disposizione uno strumento diagnostico capace di rivelare la presenza della singola molecola marcatrice in concentrazioni molari molto basse, si potrebbe fare della diagnosi iniziale una diagnosi precoce che offre concrete possibilità di intervenire con vantaggio sulla malattia.

L’innovazione nella pratica clinica
«Il gruppo di ricerca di Giuseppe Strangi (Case Western Reserve University - USA) in collaborazione con l’Istituto di Nanotecnologia Cnr–Nanotec di Rende (Antonio De Luca) hanno sviluppato un biosensore basato su metamateriali nanostrutturati capace di infrangere limiti diagnostici e rispondere alle esigenze cliniche di moltissimi centri di ricerca sul cancro nel mondo», si legge nel comunicato del Cnr. La piattaforma per ’’biosensing’’ è stata realizzata con metamateriali iperbolici in maniera similare a quanto avviene nei processi naturali, con atomi e molecole che vengono assemblati in maniera armonica «per formare strutture con peculiari relazioni tra forma e funzione». In questo modo, «i ricercatori hanno disegnato proprietà fisiche che vanno oltre quelle di materiali disponibili in natura, infrangendo barriere fisiche che per molto tempo sono state pensate come limiti insormontabili. Nell’ultimo decennio, le nanotecnologie hanno offerto panorami scientifici e opportunità straordinarie capaci di rivoluzionare campi di assoluta rilevanza per l’umanità come la medicina e le sorgenti alternative di energia. Questa ricerca pubblicata su Nature riporta i risultati di un progetto multidisciplinare per arrivare a disegnare e fabbricare nanosensori caratterizzati da estrema sensibilità, che eccede di diversi ordini di grandezza quella delle attuali tecnologie per la diagnostica medica».

I primi test
Per questo studio, i ricercatori Giuseppe Strangi e Nima Sharifi (US Case Comprehensive Cancer Center) testato il sensore con proteine correlate a tumori della prostata e del pancreas. «Il rilevamento di proteine cancro-specifiche nel sangue – prosegue la nota Cnr – apre una fondamentale breccia per il rilevamento dei tumori quando sono in una fase iniziale della malattia, trasformando molte prognosi in favorevoli. I ricercatori sostengono che questa nuova tecnologia di rilevamento potrebbe aiutarli non solo a rilevare i tumori, ma a distinguere il sottoinsieme della patologia, comprendere ciò che guida la crescita e la diffusione delle cellule tumorali e a cosa queste sono sensibili».