Individuare precocemente l’Alzheimer con un semplice esame del sangue
La diagnosi precoce della malattia di Alzheimer è ancora una delle sfide più urgenti della neurologia moderna. Gli approcci attuali si basano su tecniche di immaginografia costose o sull’analisi invasiva del liquido cerebrospinale: per questo motivo, i pazienti spesso ricevono una diagnosi quando la malattia è allo stadio avanzato e il trattamento ha un’efficacia limitata. Il progetto 2D-BioPAD(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, sta affrontando questa lacuna critica sviluppando uno strumento diagnostico decentrato che consente la diagnosi precoce attraverso un esame del sangue semplice e molto meno invasivo.
Una tecnologia basata sul grafene
Il dispositivo si basa su un biosensore elettrochimico sofisticato costruito con il grafene, un materiale 2D noto per la resistenza e la conduttività eccezionali. Incorporando aptameri specifici, molecole sintetiche progettate per legarsi con precisione alle proteine bersaglio, lo strumento può identificare simultaneamente diversi biomarcatori con una minuscola goccia di sangue. In questo modo è possibile rilevare gli indicatori di malattia a concentrazioni molto più basse rispetto ai metodi convenzionali. Il sistema, progettato per essere utilizzato al di fuori degli ospedali specializzati, consente di effettuare diagnosi da parte dei medici di base e dei centri sanitari comunitari. Lo scopo non è quello di sostituire le scansioni cerebrali e i prelievi spinali, ma di rendere possibile uno screening più precoce, e quindi una diagnosi più precoce, prima della comparsa dei sintomi e quando i trattamenti sono più efficaci. «Ci sono buone ragioni per sapere che si può andare incontro alla demenza senile», commenta Vincent Bouchiat, amministratore delegato e co-fondatore del partner francese del progetto 2D-BioPAD Grapheal, in un articolo(si apre in una nuova finestra) pubblicato sul sito web di «Horizon, The EU Research & Innovation Magazine». «I nuovi farmaci per l’Alzheimer si dimostrano promettenti per ritardare la progressione della malattia, il che è ovviamente un enorme passo avanti.»
Un aiuto dall’intelligenza artificiale
Una caratteristica distintiva dell’approccio 2D-BioPAD è l’integrazione strategica dell’intelligenza artificiale per superare i limiti tradizionali nello sviluppo dei biosensori. Il progetto sfrutta l’apprendimento automatico non solo per l’analisi dei dati, ma anche come strumento fondamentale nella fase di progettazione dei biosensori. L’IA aiuta a identificare le sequenze di aptameri per specifici biomarcatori bersaglio, così da accelerare la selezione degli aptameri, restringere il numero di aptameri candidati e prevedere il funzionamento di aptameri specifici nel dispositivo a grafene. I modelli di intelligenza artificiale servono anche a studiare i miglioramenti nella produzione del biosensore. Inizialmente il progetto concentrerà l’attenzione sull’ottimizzazione della sua funzionalizzazione usando i dati disponibili al pubblico e i contributi dei partner tecnologici, e potrebbe anche migliorare la sensibilità, i livelli di difettosità e la conduttività. I vantaggi dello strumento 2D-BioPAD sono molteplici. Il primo e il più importante è l’alta sensibilità del sensore al grafene, che garantisce che la malattia possa essere individuata prima del declino cognitivo significativo, e di aprire così una finestra importante per il trattamento, quando potrebbe fare ancora la differenza. Inoltre, la natura minimamente invasiva dell’esame del sangue riduce l’ansia e il disagio del paziente. Essendo portatile e facile da usare, il dispositivo trasforma lo screening dell’Alzheimer da una procedura ospedaliera complessa a una parte di routine delle cure primarie, riducendo l’onere per i sistemi sanitari e probabilmente abbassando in modo significativo i costi diagnostici. «La diagnosi precoce sarà realistica per le persone solo quando sarà poco costosa per il servizio sanitario e indolore e semplice per il paziente», afferma Aristeidis Bakandritsos, ricercatore senior presso il Czech Advanced Technology and Research Institute, che fa parte dell’Università Palacký Olomouc in Cechia, che ha coordinato il progetto. Alcuni studi pilota sono in corso in Germania, Grecia e Finlandia. Il progetto 2D-BioPAD (Supple Graphene Bio-Platform for point-of-care early detection and monitoring of Alzheimer’s Disease) promette di ridefinire il panorama della diagnosi dell’Alzheimer, offrendo la speranza di un intervento più precoce e di un miglioramento degli esiti per i pazienti. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto 2D-BioPAD(si apre in una nuova finestra)
