Aghi digitali minuscoli si inseriscono sottopelle in modo indolore e non invasivo per acquisire in tempo reale dati sullo stato biochimico del corpo, come la concentrazione di glucosio, il pH e la presenza di specifici enzimi o proteine. Gli aghi si “attivano” in base alla presenza e alla concentrazione della sostanza da rilevare, generando un QRcode che può essere scansionato tramite un’app. In questo modo, possiamo ottenere immediatamente informazioni sui livelli della sostanza analizzata.
Questa rappresenta l’ultima frontiera della medicina di precisione, promossa all’interno dei laboratori del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa dal team di Giuseppe Barillaro. La ricerca è stata pubblicata su Advanced Materials. Nell’ambito del progetto europeo ALERT, coordinato dall’Università di Pisa, i ricercatori utilizzano la tecnologia dei microaghi per individuare marcatori dell’Alzheimer con anni di anticipo rispetto all’apparizione dei sintomi.
“La rilevazione biochimica in tempo reale è fondamentale per la medicina personalizzata e di precisione – afferma Giuseppe Barillaro, docente di ingegneria elettronica all’Università di Pisa – tuttavia, i biosensori impiantabili attuali sono difficilmente utilizzabili per il monitoraggio continuo sull’uomo, poiché richiedono calibrazioni precise e analizzano un solo elemento alla volta. La nostra ricerca propone invece microaghi fluorescenti digitali organizzati in linee che formano una matrice, ogni ago avendo solo due stati: acceso o spento. Ogni ago ha un valore soglia unico, e si attiva solo se la sostanza ricercata nell’analisi chimica supera tale soglia, come per esempio glucosio o pH. Questo elimina la necessità di calibrazioni. Alla fine, le sequenze di aghi attivi e inattivi danno vita a un codice QR scansionabile tramite un’app, fornendo informazioni dirette sulla concentrazione delle sostanze monitorate.
Ogni ago può anche essere progettato per analizzare diverse sostanze, consentendo di misurare contemporaneamente, ad esempio, la concentrazione di glucosio e il pH.”
“Questa codifica digitale è più robusta rispetto ai metodi analogici attuali – prosegue Farbod Abazar, dottorando e primo autore dello studio – e può essere facilmente adattata a diverse sonde e biomarcatori. All’interno del progetto ALERT, stiamo sviluppando questa tecnologia per identificare marcatori dell’Alzheimer, che sono enzimi e proteine rilevabili anche vent’anni prima dell’inizio dei sintomi, permettendo diagnosi e interventi precoci e minimamente invasivi. Il progetto è appena stato avviato e coinvolge, oltre all’Università di Pisa, l’azienda ab medica, l’Ospedale Universitario della Charité di Berlino e le Università di Modena e Reggio Emilia e di Dublino.”
Il QRcode generato dai microaghi fornisce una rappresentazione diretta e quantitativa delle informazioni biochimiche, agevolando la diagnostica indossabile e decentralizzata, e favorendo la medicina personalizzata, con un grande potenziale per applicazioni mediche, tra cui la diagnosi precoce di tumori, sepsi e malattie infettive, così come per il monitoraggio ambientale, l’agricoltura di precisione e la sicurezza alimentare.
L’azienda ab medica, che collabora da tempo con i ricercatori pisani, è pronta a investire in questa tecnologia per renderla disponibile sul mercato. “Per ab medica – afferma Cosimo Puttili, Direttore della Ricerca e Innovazione dell’azienda – ALERT rappresenta un’evoluzione naturale di una collaborazione scientifica iniziata oltre tre anni fa con il Team di Giuseppe Barillaro. Siamo pronti a investire competenze e risorse per trasformare questa tecnologia in un prodotto innovativo al servizio della prevenzione e della cura.”
Fonte: Università di Pisa – Ufficio stampa
