Nell'ambito del progetto saranno sviluppati dei biosensori di tipo Lab-on-Chip, basati su tecniche ottiche, in grado di effettuare diagnosi differenziale tra le forme di ictus su base ischemica da quelle su base emorragica su fluidi biologici derivanti da pazienti. Obiettivo è l'ottenimento di sistemi miniaturizzati in grado di una rivelazione in tempo reale di alcuni particolari miRNA in grado di indicare e caratterizzare la presenza di uno stato emorragico nel paziente. L¿elemento fisico rivelato è rappresentato dalla fotoluminescenza ottenuta tramite tecniche di riconoscimento specifico tra sequenze di nucleotidi complementari e marcatura con coloranti fluorescenti.
Il prodotto finale del progetto sarà una piattaforma analitica costituita da uno strumento di lettura, dei biochip a cristallo fotonico depositato su substrati plastici
usa-e-getta, un protocollo completo di funzionalizzazione chimica di superficie e di immobilizzazione degli sonde necessarie per la rivelazione efficiente di miRNA marcatori dell'ictus ischemico.
Il protocollo di rivelazione prevedrà inoltre tutte le soluzioni fotoniche, chimiche e biologiche che è necessario adottare per effettuare la rivelazione a partire da plasma umano. Quindi bloccaggio della superficie dei biochip per renderli insensibili alla grande quantità di specie biomolecolari presenti nel plasma umano, l¿aumento della sensibilità per raggiungere limiti di risoluzione che permettano una rivelazione sempre più precoce, l¿utilizzo sullo stesso bochip di diversi spot sensibili per aumentare la statistica ed inserire spot di controllo falso-positivi e falso-negativi.
Il raggiungimento dell¿obiettivo di progetto permetterà di mettere a disposizione degli operatori di diagnostica uno strumento innovativo ed unico che permetterà di effettuare test di rivelazione di marcatori dell'ictus ischemico direttamente da plasma umano, in minor tempo e con costi notevolmente inferiori.
A tal proposito, ricordiamo che la medicina moderna è guidata dai seguenti fattori fondamentali: demografia (più persone, persone più anziane nei paesi sviluppati),
globalizzazione, progresso in campo scientifico (biotecnologie, fisica, informatica, ¿). Le conseguenze di tali fattori sono le seguenti tendenze e sfide: medicina 3P
(personalizzata, predittiva, preventiva), riduzione dei costi, produttività (tempo per ottenere il risultato), diagnostica di tipo point-of-care, facilità di uso dei test e,
ovviamente, qualità dei risultati dei test (riproducibilità, sensibilità, specificità, ¿). Per raggiungere tali obiettivi occorre adottare approcci tecnologici chiave che sviluppino
sistemi efficaci per la diagnostica e la ricerca come la miniaturizzazione (riducendo i volumi dei reagenti e dei campioni, insieme alla dimensione dei biochip), l¿integrazione
(di diverse funzionalità o di processi differenziati) ed il multiplexing (analisi multi-parametrica).
Vi sono quattro aree principali del campo sanitario che possono beneficiare dell¿innovazione tecnologica: la diagnostica di malattie infettive, la ricerca e diagnostica
oncologica, i test genetici e la farmacogenomica. Per quanto riguarda l¿oncologia, al momento si registra una mancanza di capacità di rivelazione del cancro ad uno stadio
molto prematuro, causata dalle limitazioni tecnologiche degli approcci diagnostici attualmente disponibili. Dobbiamo quindi esercitare un forte spinta tecnologica per
innalzare le performance diagnostiche delle metodologie correnti di rivelazione del cancro oltre le loro limitazioni correnti, oltre a sviluppare nuovi approcci terapeutici.
Questo obiettivo è in linea con il progetto.
Mettiamo in evidenza che la piattaforma di rivelazione qui proposta combina la rivelazione rifrattometrica con quella in fluorescenza, nella quale si sfrutta il fortissimo incremento di intensità del campo elettromagnetico di eccitazione in condizione di eccitazione di una BSW. Per questa ragione, nel momento in cui la rivelazione della fluorescenza è accoppiata ad una BSW, ci si attende un forte aumento della risoluzione dei sensori, di almeno un ordine di grandezza rispetto alla tecnica convenzionale ELISA.