Un nuovo cerotto intelligente può aiutare a diagnosticare molto precocemente disturbi neurodegenerativi come la malattia di Alzheimer e quella di Parkinson
Un nuovo “cerotto intelligente” (smart patch) composto da microaghi in grado di rilevare marcatori proinfiammatori tramite un liquido interstiziale (interstitial fluid, ISF) cutaneo simulato può aiutare a diagnosticare molto precocemente disturbi neurodegenerativi come la malattia di Alzheimer (AD) e quella di Parkinson (PD). È il risultato di uno studio preclinico pubblicato su “ACS Omega”, rivista dell’American Chemical Society (ACS).
Originariamente sviluppati per somministrare farmaci e vaccini attraverso la pelle in modo minimamente invasivo, gli insiemi (array) di microaghi sono stati dotati di sensori molecolari che, se posizionati sulla pelle, rilevano biomarcatori neuroinfiammatori come l’interleuchina (IL)-6 in soli 6 minuti.
La letteratura suggerisce che questi biomarcatori di malattie neurodegenerative sono presenti anni prima che i pazienti diventino sintomatici, spiega il gruppo di ricercatori guidato da Sanjiv Sharma, docente di Ingegneria Medica all’Università di Swansea in Galles (Regno Unito).
In patologie come il PD e l’AD, causate dalla progressiva perdita delle cellule nervose e cerebrali, che porta a problemi di memoria e perdita di capacità mentale, «la diagnosi precoce rappresenta la chiave per prevenire la perdita di tessuto cerebrale nella demenza, che può passare inosservata per anni» sottolineano i ricercatori.
Prototipo sviluppato tra Galles e Portogallo
Il team di Sharma ha sviluppato il patch con gli scienziati del Politecnico della Scuola di Ingegneria di Porto (Portogallo), autori del presente studio. Lo stesso gruppo l’anno scorso ha progettato, e sta attualmente testando, un cerotto a microaghi per la dispensazione del vaccino anti-COVID.
Nell’articolo sopra citato, gli autori descrivono la loro ricerca sulla capacità del cerotto di rilevare l’IL-6. «La pelle è l’organo più grande del corpo e il liquido interstiziale cutaneo contiene più fluido del volume totale del sangue» osservano.
«Questo fluido è un ultrafiltrato del sangue e contiene biomarcatori che sono complementari ad altri fluidi biologici, come il sudore, la saliva e l’urina» aggiungono. «Può essere campionato in modo minimamente invasivo e utilizzato sia per test al letto del malato (point-of-care) o in tempo reale utilizzando dispositivi a microaghi».
Misurata l’interleuchina-6, citochina infiammatoria
Sharma e il suo team hanno testato il cerotto a microaghi in ISF artificiale che misurava la citochina infiammatoria IL-6. Hanno scoperto che il patch ha rilevato con precisione concentrazioni di IL-6 fino a 1 pg/mL nella soluzione ISF artificiale.
«In generale, il sensore transdermico ha mostrato semplicità nella progettazione, tempi di misurazione brevi, elevata precisione e basso limite di rilevamento. Questo approccio sembra essere un strumento molto valido per lo screening dei biomarcatori infiammatori nei test point-of-care in cui la pelle agisce come una ‘finestra’ sul corpo» riferiscono i ricercatori.
Sharma e colleghi ribadiscono che la diagnosi precoce delle malattie neurodegenerative è fondamentale, poiché una volta comparsi i sintomi, la malattia potrebbe essere già progredita in modo significativo e un intervento efficace rivelarsi difficoltoso.
Il dispositivo deve ancora essere testato sugli esseri umani; questo è il prossimo passo, sottolineano gli autori i quali spiegano che dovranno testare l’ipotesi attraverso ampi studi preclinici e clinici per determinare se la diagnostica transdermica senza prelievo di sangue possa portare a un dispositivo economico che potrebbe consentire test in contesti più semplici come la pratica clinica in un ambulatorio medico o anche l’ambito domestico.
I punti critici
«Sono necessari molti passi aggiuntivi per convalidare il metodo sulla pelle umana determinare se la misurazione di questi biomarcatori a livello transdermico sarà utile o meno negli studi sulle malattie neurodegenerative» fa notare David K. Simon, professore di Neurologia presso la Harvard Medical School di Boston, non coinvolto nella ricerca.
Una limitazione dello studio è che le citochine infiammatorie come IL-6 sono altamente aspecifiche e i livelli sono elevati in varie malattie associate all’infiammazione, aggiunge. «È altamente improbabile che misurare IL-6 sia utile come strumento diagnostico» prosegue Simon. Tuttavia, può essere un utile biomarcatore «per misurare l’impatto dei trattamenti volti a ridurre l’infiammazione. Come sottolineano gli stessi autori, è più probabile che i medici richiedano un pannello di biomarcatori piuttosto che la misurazione della sola IL-6» conclude il neurologo.
Bibliografia:
Oliveira D, Correia BP, Sharma S, Moreira FTC. Molecular Imprinted Polymers on Microneedle Arrays for Point of Care Transdermal Sampling and Sensing of Inflammatory Biomarkers. ACS Omega 2022;7(43):39039-44. doi: 10.1021/acsomega.2c04789. leggi