La tecnologia sviluppata dai ricercatori del Massachusetts General Hospital sfrutta la fotocamera del telefono per eseguire un'analisi rapida e a basso costo.
Cancro al collo dell'utero: diagnosi tramite il sistema D3. In questo caso le microsfere sono state trattate per individuare e catturare alcune molecole del papilloma virus. Se il numero di microsfere (in verde) che rimangono legate al campione prelevato dalla paziente è elevato, significa che esiste un maggiore rischio di sviluppare il tumore.
Una tecnologia sviluppata presso il prestigioso Massachusetts General Hospital (MGH), terminale ospedaliero della Scuola di Medicina di Harvard, promette di diagnosticare tumori e altre patologie in tempi rapidi e con costi contenuti. In un documento pubblicato su PNAS i ricercatori descrivono un dispositivo compatibile con un comune smartphone, capace di evidenziare anomalie all'interno di immagini tridimensionali di cellule e tessuti.
Il team di ricerca guidato da Ralph Weissleder ha progettato un sistema D3 (diagnosi di diffrazione digitale) composto da un piccolo apparecchio di imaging dotato di luce led, che sfrutta una serie di microsfere per ottenere l'ologramma (ossia un'immagine tridimensionale) del tessuto da analizzare.
COME FUNZIONA. All'interno del campione di sangue o di tessuto prelevato dal paziente vengono inoculate le microsfere e si carica il tutto nel modulo D3, il quale a sua volta si collega allo smartphone. La funzione delle microsfere è duplice: riconoscere e legare un preciso marcatore tumorale e diffrangere la luce emessa dal led.
Uno smartphone può rendere più precise, semplici ed economiche analisi cliniche complesse.
Solo a questo punto entra in gioco il telefono cellulare, che grazie alla fotocamera in dotazione registra gli schemi (pattern) di diffrazione. I dati vengono spediti a un server, dove un software analizza e rielabora le informazioni, permettendo di ottenere un profilo tridimensionale. In caso di tumore, le cellule malate (su cui sono presenti le proteine bersaglio) diventano facilmente distinguibili, perché si ancorano alle microsfere formando delle macchie luminose.
VANTAGGI. Il sistema elaborato in seno al MGH consente di esaminare più di 100mila cellule per ciascuna immagine. La diagnosi può essere spedita al paziente o al medico curante dopo soli 45 minuti grazie all'estrema efficienza del software, che per elaborare 10 megabyte di dati impiega meno di nove centesimi di secondo. Il costo dell'intero processo è di soli 1,80 dollari (circa 1,70 euro).
I TEST PILOTA. Weissleder e colleghi hanno messo sotto la lente di ingrandimento 25 donne i cui pap-test avevano evidenziato delle anomalie. I campioni di tessuto prelevati con un esame bioptico sono stati trattati con microsfere provviste di marker per il papilloma virus(HPV), la principale causa del cancro al collo dell'utero. Grazie al sistema D3 è stato possibile individuare la presenza del virus con un grado di precisione analogo a quello dei test convenzionali, identificando le pazienti in cui le lesioni della cervice uterina avrebbero potuto progredire verso una forma tumorale.
Il team ha condotto un'ulteriore prova su un secondo campione di pazienti, questa volta per diagnosticare il cancro al sangue. Su 8 soggetti sottoposti a screening, il 50% è risultato positivo test, confermando le valutazioni cliniche ricavate con gli esami tradizionali.
SVILUPPI FUTURI. «Ci aspettiamo che la piattaforma D3 migliori l'ampiezza e la profondità degli screening tumorali in un modo che sia sostenibile anche in strutture dotate di risorse limitate», dice Ralph Weissleder. «Sfruttando la crescente diffusione della telefonia mobile in tutto il mondo, il sistema potrebbe consentire la tempestiva diagnosi di casi sospetti o ad alto rischio, aiutando a compensare i ritardi nelle regioni dotate di servizi medici ridotti».
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