05.03.2012 -
Nanotecnologie al servizio della medicina. Costruire strumenti
diagnostici in grado di rilevare da una sola goccia di sangue la
presenza di marcatori tumorali, con un esame rapido e non invasivo,
e di monitorare in tempo reale la concentrazione dei farmaci nei
tessuti. Questi alcuni degli obiettivi ambiziosi dell'attività di
un team di ricercatori, tra i quali Alessandro Laio della Sissa,
coordinato da Maurizio Prato dell'Università di Trieste e Giuseppe
Toffoli del Cro di Aviano, che riunisce esperti altamente
qualificati nel campo delle nanotecnologie e della nanomedicina,
della chimica e della fisica e tra i migliori ospedali italiani per
la cura dei tumori (il Centro di Riferimento Oncologico-Cro di
Aviano e l'azienda ospedaliero-universitaria Santa Maria della
Misericordia di Udine).
Grazie a un finanziamento complessivo di circa 9 milioni di euro
dell'Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro (AIRC) e del
Ministero dell'Istruzione, Università, Ricerca (bando Firb),
chimici e fisici - tra cui Giacinto Scoles dell'Ospedale di Udine-
biologi e clinici potranno lavorare insieme, in un ambiente
multidisciplinare, al fine di progettare dispositivi e protocolli
terapeutici innovativi, molto sensibili e a basso costo, efficaci
su quantità infinitesimali di campione - addirittura su singola
cellula - per la prognosi precoce di tumori metastatici e il
controllo della tossicità dei farmaci.
In particolare, l'equipe spera di riuscire a fronteggiare le
attuali difficoltà di effettuare una prognosi precoce dei tumori
permettendo la rilevazione, tramite esami non invasivi, dei
marcatori tumorali, i "segnali di fumo" emessi dai tumori durante
il loro iniziale sviluppo.
«Rilevare i marcatori tumorali è essenziale per la diagnosi
precoce della malattia» spiega Alessandro Laio, professore alla
Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste. «Il
compito del mio gruppo di ricerca - continua il fisico torinese,
rientrato in Italia nel 2006 con il programma "Rientro dei
cervelli", dopo aver lavorato per sei anni al Politecnico federale
di Zurigo - è proprio quello di disegnare al computer la proteina
che in modo selettivo e specifico funga da esca per i marcatori
tumorali. Trovare una proteina capace di riconoscere uno specifico
marcatore è un po' come cercare un ago in un pagliaio, dato
che le alternative possibili sono dell'ordine di 100
miliardi. Per risolvere questo formidabile problema, utilizzeremo i
metodi di simulazione avanzata al computer di cui siamo
esperti». L'esca proteica andrà poi integrata in un dispositivo
basato sulla nanotecnologia, idealmente della dimensione di una
siringa. Realizzare tutto questo consentirebbe di rilevare in tempi
molto più rapidi l'insorgenza di ritorni metastatici o di tumori
primari, permettendo uno screening estremamente semplice.
Laio gestirà un budget di circa 700 mila euro: «I finanziamenti
ottenuti dal Miur e dall'Airc saranno determinanti per acquisire
nuova strumentazione e reclutare almeno tre giovani ricercatori nel
mio gruppo di ricerca».
La stessa tecnologia può essere utilizzata anche per
implementare uno strumento in grado di rilevare in tempo reale la
quantità di farmaco presente in un tessuto: un nanodispositivo che
quindi renderebbe possibile la somministrazione di dosaggi
personalizzati.
I farmaci, a parità di dose, vengono infatti assorbiti in modo
diverso dai pazienti, a seconda del peso, dell'età, del sesso. Per
questo, al fine di raggiungere la concentrazione utile nel sangue o
nell'organo target, si tende a sovradosare, con gli effetti
collaterali noti.
Il progetto, che tutti i partner riconoscono ambizioso, mira a
stabilire un nuovo protocollo diagnostico e terapeutico, che si
basa sul riconoscimento dell'"impronta digitale dell'espressione
proteica". La convergenza tra la chimica, la fisica, la biologia e
la medicina, attraverso innovativi approcci nanotecnologici,
permetterà al team non solo di sviluppare strumenti diagnostici
originali e dalle alte prestazioni, ma anche di testarne
l'efficacia clinica. Questo potrebbe non solo permettere un
miglioramento della diagnostica, ma anche essere importante per
chiarire la natura di alcuni meccanismi cellulari e del ciclo
cellulare stesso. Per esempio l'influenza della differenziazione
cellulare sui meccanismi molecolari di molte malattie, tra cui il
cancro che rappresenta, oggi, una delle maggiori cause di
morte.
Sono coinvolti nel progetto esperti della Sissa e
dell'Università di Trieste, dell'Ospedale Santa Maria della
Misericordia e dell'Università di Udine, del Cro di Aviano, del
Sincrotrone Elettra, del Cnr-Iom (Tasc).