- I ricercatori hanno sviluppato un nuovo biosensore in grado di rilevare i cambiamenti strutturali nelle proteine indicativi di condizioni neurodegenerative, come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson.
- Il sensore potrebbe aiutare la diagnosi precoce di varie condizioni e aiutare a personalizzare le opzioni di trattamento.
- Sono necessari ulteriori test per capire quanto sia accurato il biosensore nelle impostazioni della vita reale.
Le condizioni neurodegenerative più comuni sono il morbo di Alzheimer, che si stima colpisca 6,7 milioni di persone negli Stati Uniti, e il morbo di Parkinson, che colpisce quasi un milione di persone negli Stati Uniti
Inizia la maggior parte delle condizioni neurodegenerative
Mentre gli attuali metodi diagnostici identificano e quantificano i livelli di proteine, lo sono
I cambiamenti strutturali sono fondamentali per comprendere quanta neurodegenerazione si è verificata come proteine mal ripiegate in più condizioni, incluso
Gli oligomeri sono altamente
La dott.ssa Jennifer Bramen, ricercatrice senior presso il Pacific Neuroscience Institute presso il Providence Saint John’s Health Center di Santa Monica, in California, ha dichiarato Notizie mediche oggi:
“Gli sforzi attuali si concentrano sull’esplorazione di approcci terapeutici che prendono di mira il ripiegamento errato delle proteine. Tuttavia, la mancanza di biomarcatori per monitorare la progressione della malattia e valutare la risposta al trattamento rappresenta una sfida significativa per la ricerca e lo sviluppo in questo campo».
I metodi per rilevare i diversi stadi del ripiegamento delle proteine potrebbero migliorare i test diagnostici per le condizioni neurodegenerative.
Un nuovo biosensore potrebbe identificare le proteine tossiche
Recentemente, i ricercatori hanno sviluppato un biosensore chiamato ImmunoSEIRA in grado di rilevare e identificare proteine mal ripiegate legate a diverse condizioni neurodegenerative.
Sperano che la nuova tecnologia migliorerà la diagnosi precoce e il monitoraggio delle condizioni neurodegenerative, oltre ad aiutare a valutare le opzioni di trattamento nelle varie fasi della progressione della malattia.
“Combinando il sensore ImmunoSEIRA con l’analisi AI, ora possiamo rilevare e quantificare oligomeri e fibrille, cosa senza precedenti e impossibile con le strategie di rilevamento esistenti”, Deepthy Kaungal, assistente di dottorato presso il Bionanophotonic Systems Laboratory presso l’EPFL, l’Istituto federale svizzero Istituto di Tecnologia di Losanna, in Svizzera, l’autore principale dello studio, ha detto MNT.
Lo studio è stato pubblicato in I progressi della scienza.
Il biosensore funge da “detective molecolare”
Alla domanda su come funziona ImmunoSEIRA, Kaungal ha detto che agisce come un “detective molecolare”.
I ricercatori hanno dotato ImmunoSEIRA di un saggio immunologico per assicurarsi che valuti le molecole corrette. Un test immunologico è un test biochimico che utilizza anticorpi per agganciarsi a molecole specifiche, in questo caso quelle proteine anormali legate al morbo di Parkinson e al morbo di Alzheimer.
Una volta catturati i complessi anticorpali e proteici, gli array di strutture d’oro di dimensioni nanometriche note come “nanorod” amplificano le loro “impronte digitali” uniche in modo che possano essere mappate tramite spettroscopia di assorbimento infrarosso potenziato dalla superficie (SEIRA), un “sistema di rilevamento a infrarossi” utilizzato per identificare e analizzare i biomarcatori.
“[At this point]le informazioni dalla scansione vengono inserite in un algoritmo basato sull’apprendimento automatico (AI) che fornisce informazioni sui tipi di proteine mal ripiegate che sono presenti “, Dr. Charles Munyon, un neurochirurgo funzionale con Novant Health a Charlotte, NC, non coinvolto in lo studio, raccontato MNT.
I ricercatori hanno già testato ImmunoSEIRA in biofluidi come il liquido cerebrospinale da contesti clinici. In tal modo, sono stati in grado di identificare le firme da fibrille proteiche anomale.
Migliori strumenti diagnostici per il futuro
“Questo approccio fornisce maggiori informazioni sul tipo di proteina mal ripiegata presente, che ci dice molto di più sullo stadio della malattia in cui si trova attualmente il paziente”, ha affermato il dott. Munyon.
Kaungal ha aggiunto che ImmunoSERIA potrebbe anche migliorare l’accuratezza diagnostica poiché, a differenza della maggior parte degli studi sui biomarcatori e della diagnostica che misurano i livelli di una proteina, la loro tecnologia consente la misurazione simultanea di più biomarcatori.
“Il nostro metodo si basa sull’uso di piccoli volumi di biofluidi, che aumenta il numero di analisi che si possono eseguire dallo stesso campione di paziente”, ha spiegato.
Lo strumento può eseguire lo screening solo per una condizione alla volta
Kaungal ha osservato che il limite principale dello studio è che ImmunoSEIRA deve ancora essere applicato ai campioni clinici, anche se hanno in programma di farlo presto.
“Ne avremo bisogno [optimize] prima il sensore e poi lo convalida rispetto ai metodi esistenti per confrontarne le prestazioni “, ha affermato.
Alla domanda su altre limitazioni, il Dr. Munyon ha affermato che mentre i test iniziali nei pazienti sembrano promettenti, è difficile commentare la sua capacità complessiva di discriminare tra gli stadi della malattia fino a quando non verranno eseguiti ulteriori test.
“Mentre questa tecnica dovrebbe consentire lo screening per ulteriori malattie oltre al Parkinson e all’Alzheimer, potrebbe non essere in grado di eseguire lo screening per più di una malattia alla volta a meno che non vengano eseguiti più test sullo stesso campione”, ha aggiunto.
MNT ha anche parlato con il dottor Howard Pratt, uno psichiatra certificato dal consiglio di amministrazione e direttore medico della salute comportamentale presso Community Health of South Florida, non coinvolto nello studio, sui suoi limiti.
“Uno dei limiti che questa ricerca potrebbe incontrare ha a che fare con il modo in cui tali innovazioni vengono accolte dalla comunità medica”, ha affermato il dott. Pratt.
Ha osservato che i medici tendono a rimanere cauti e scettici sull’affidabilità delle nuove tecnologie prima della loro diffusa accettazione.
“Come medico, non vuoi mai essere la prima o l’ultima persona a implementare qualcosa nella tua pratica”, ha detto. “Anche se il test si rivelasse molto accurato e persino superiore all’attuale gold standard, potresti comunque vederne un’adozione non uniforme, con alcuni che lo abbracciano e altri che rimangono cauti”.
“Potremmo perdonare un errore di giudizio nella diagnosi fatta da un medico o da un test già stabilito, ma è meno probabile che le persone perdonino un algoritmo”, ha aggiunto.
Uno strumento diagnostico ancora lontano nel futuro
Kaungal ha osservato che le loro scoperte potrebbero aiutare a fare diagnosi precoci, facilitare i modi per raggruppare i pazienti in base alle loro condizioni specifiche e personalizzare i trattamenti in base sia alla composizione chimica che alla struttura dei gruppi proteici.
Il dottor Munyon ha aggiunto che mentre i risultati sono entusiasmanti dal punto di vista tecnologico, è fondamentale che il pubblico capisca che questo non è un trattamento e probabilmente ci vorrà del tempo per essere ampiamente utilizzato.
“Il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson rimangono molto comuni, e purtroppo molto difficili da curare e devastanti nel loro impatto. Sebbene ogni nuovo sviluppo aiuti, sembra che siamo ancora molto lontani dall’essere in grado di rallentare in modo significativo entrambe le malattie, figuriamoci curarle “, ha concluso.
