Gli scienziati del MIT hanno creato micro-sensori per la diagnosi precoce dei tumori

Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno progettato dei sensori a nanoparticelle che potrebbero diagnosticare il cancro allo stadio iniziale attraverso un semplice test delle urine su una striscia di carta.

I tumori possono essere curati con maggior successo se diagnosticati nelle prime fasi di sviluppo.  Gli scienziati hanno detto che questi sensori da loro ideati e progettati per rilevare molte proteine cancerogene, potrebbero anche distinguere il tipo di tumore, come risponde al trattamento e se ha metastatizzato.

“Stiamo cercando di innovare nel contesto di rendere la tecnologia disponibile a contesti con risorse medio-basse. Mettere questo diagnostico su carta fa parte del nostro obiettivo di democratizzare la diagnostica e di creare tecnologie poco costose che possano dare una risposta rapida al punto di cura“, ha dichiarato Sangeeta Bhatia, ingegnere biomedico del MIT e autore senior dello studio pubblicato il 24 aprile su Nature Nanotechnology.

Il team di Bhatia aveva inizialmente studiato l’idea di rilevare i biomarcatori tumorali presenti in natura, come le proteine o le cellule tumorali circolanti, nei campioni di sangue dei pazienti. Tuttavia, questi biomarcatori sono difficili da trovare, soprattutto nelle fasi iniziali, il che ha spinto il team a creare “biomarcatori sintetici” che potrebbero diagnosticare il cancro amplificando i cambiamenti su piccola scala che si verificano all’interno di piccoli tumori.

Le nanoparticelle create in precedenza dal team possono rilevare l’attività delle proteasi, catalizzatori biologici che possono aiutare le cellule tumorali a diffondersi. Tuttavia, poiché queste apparecchiature non sono sempre disponibili, i ricercatori hanno sviluppato nuovi sensori di nanoparticelle che potrebbero essere analizzati in modo più semplice e conveniente utilizzando una tecnologia che legge sequenze ripetitive di DNA chiamata CRISPR. In particolare, i nanosensori sono stati progettati in modo che, quando incontrano un tumore, rilasciano brevi sequenze di DNA che finiranno nelle urine del paziente. Il campione di urina può essere analizzato con una striscia di carta che riconosce un segnale attivato da un enzima CRISPR chiamato Cas12a. Quando è presente un particolare “codice a barre” di DNA, Cas12a potenzia il segnale in modo che appaia come una striscia scura sulla carta del test.

In uno studio condotto sui topi, gli scienziati hanno dimostrato che un pannello di cinque codici a barre di DNA era in grado di distinguere accuratamente i tumori che si erano originati nei polmoni da quelli formati da cellule di cancro del colon-retto che avevano metastatizzato. Il team ha inoltre collaborato con altre istituzioni per costruire un dispositivo in grado di distinguere almeno 46 codici a barre del DNA in un singolo campione.

Gli scienziati hanno dichiarato che ora stanno lavorando per sviluppare ulteriormente le nanoparticelle, con l’obiettivo di testarle sull’uomo. Se applicato questo sistema di facile e non invasiva applicazione permetterà un miglioramento profondo nella diagnostica dei tumori, con la possibilità di incrementare le possibilità di guarigione.