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Il sensore dello sputo individua il cancro orale
Per la prima volta, un sensore ottico, sviluppato dai ricercatori dell'Università della California, Los Angeles (UCLA), può misurare le proteine nella saliva che sono collegate al cancro orale. Il dispositivo è altamente sensibile, consentendo a medici e dentisti di rilevare precocemente la malattia, quando i tassi di sopravvivenza dei pazienti sono elevati.
Analizzando lo sputo: Leyla Sabet, un membro del team di ricerca dell'UCLA che ha costruito il nuovo sensore ottico di proteine, siede di fronte al dispositivo. Basato su un microscopio confocale, il sistema ultrasensibile viene utilizzato dai ricercatori per rilevare i biomarcatori nei campioni di saliva che sono collegati al cancro orale.
I ricercatori stanno attualmente lavorando con il National Institute of Health (NIH) per spingere la tecnologia ai test clinici in modo che possa essere sviluppata in un dispositivo che può essere utilizzato negli studi dentistici. Chih-Ming Ho , uno scienziato dell'UCLA e ricercatore principale per il sensore, afferma che è uno strumento versatile e può essere utilizzato per rilevare altri biomarcatori specifici della malattia.
Quando il cancro orale viene identificato nelle sue fasi iniziali, il tasso di sopravvivenza del paziente è quasi del 90%, rispetto al 50% quando la malattia è avanzata, afferma Carter Van Waes , capo della chirurgia della testa e del collo presso l'Istituto nazionale sulla sordità e altri disturbi della comunicazione (NIDCD). L'American Cancer Society stime che ci saranno 35.310 nuovi casi di cancro orale negli Stati Uniti nel 2008. Le forme precoci sono difficili da rilevare solo con l'esame visivo della bocca, afferma Van Waes, quindi i medici devono eseguire una biopsia - rimuovere il tessuto per i test - o analizzare le proteine nel sangue.
Rilevare i biomarcatori del cancro nella saliva sarebbe un test molto più facile da eseguire, ma è anche tecnicamente più impegnativo: i marcatori proteici sono più difficili da individuare nella saliva che nel sangue. Per creare il sensore ultrasensibile, i ricercatori hanno iniziato con un substrato di vetro rivestito con una proteina chiamata streptavidina che consente ad altre biomolecole di legarsi al substrato e tra loro. I ricercatori hanno quindi aggiunto una molecola che catturerebbe e legherebbe il biomarcatore del cancro, una proteina nella saliva chiamata IL-8 che ricerche precedenti hanno dimostrato essere correlata al cancro orale. Hanno anche aggiunto molecole progettate per mantenere la superficie del vetro libera da altre proteine che potrebbero confondere il rilevamento del biomarcatore. Per visualizzare le molecole bersaglio, il team di Ho ha quindi aggiunto una serie di proteine con etichetta fluorescente progettate per attaccarsi ai marcatori di IL-8 catturati.
Poiché la saliva ha una concentrazione di proteine inferiore rispetto al sangue, il team aveva bisogno di un metodo altamente sensibile per rilevare le proteine etichettate tra il rumore di fondo, molecole vaganti nella saliva che sono anch'esse fluorescenti. Quindi i ricercatori hanno utilizzato un microscopio confocale, un sistema di imaging che utilizza un laser per raccogliere la luce generata da un campione, per analizzare la saliva. Ho e il suo team hanno scoperto che la focalizzazione della luce laser su una parte specifica del campione ha prodotto un rapporto segnale/rumore più elevato, consentendo loro di rilevare concentrazioni più basse del biomarcatore del cancro.
Infatti, dice Ho, il dispositivo è 100 volte più sensibile della tecnica standard di rilevamento delle proteine, ELISA. Un processo più esteso e invasivo, l'ELISA richiede che le proteine vengano purificate dal sangue prima del test.
Il microscopio confocale è un sofisticato sistema di imaging al centro del lavoro dei ricercatori dell'UCLA e ciò che alla fine ha portato al miglioramento del rilevamento, afferma John McDevitt , professore di chimica all'Università del Texas, che si occupa anche di diagnostica salivare. La sfida principale che ora deve affrontare il gruppo UCLA è come utilizzare questa tecnica al di fuori di un ambiente di laboratorio, dice.
I ricercatori dell'UCLA hanno testato il sensore ottico della proteina su 40 pazienti-20 soggetti sani e 20 individui con cancro orale. I risultati si sono rivelati accurati al 95%, afferma Ho. Lo studio è stato pubblicato online sulla rivista internazionale Biosensori e Bioelettronica .
Il nuovo sensore è un passo importante nella diagnostica salivare, un'area che viene esaminata con molta attenzione per vedere dove potrebbe essere meglio usare la saliva rispetto al sangue, afferma Spencer Redding , presidente del dipartimento di scienze diagnostiche odontoiatriche presso l'Università del Texas Health Science Center, a San Antonio, che sta lavorando con McDevitt. Altre possibili applicazioni di tale tecnologia includono il rilevamento di malattie cardiache, malattie infettive e asma, afferma Redding.