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Un etilometro del cancro più sensibile
Il cancro ai polmoni è una malattia brutale, spesso non diagnosticata fino a quando non è troppo tardi perché il trattamento possa fare molto bene. Ora i ricercatori stanno costruendo un naso elettronico che potrebbe aiutare i medici a rilevare la malattia durante le sue fasi iniziali. Utilizzando nanoparticelle d'oro, gli scienziati dell'Israel Institute of Technology di Haifa hanno creato sensori con una sensibilità senza precedenti per annusare i composti presenti nel respiro dei pazienti affetti da cancro ai polmoni.
Controllo del respiro: Un nuovo dispositivo, basato su sensori di nanoparticelle d'oro, è in grado di rilevare un mix di composti organici volatili nel respiro che sono caratteristici del cancro ai polmoni.
Altri tentativi in tal senso hanno prodotto risultati promettenti (vedi Etilometro per il cancro al polmone e Etilometro per il cancro), ma questi dispositivi richiedono una concentrazione maggiore di sostanze chimiche rivelatrici di biomarcatori rispetto al dispositivo israeliano. Le sostanze chimiche, chiamate composti organici volatili (VOC), sono prodotti metabolici presenti nei vapori che espiriamo, ma si trovano in quantità così piccole che i ricercatori hanno dovuto trovare il modo per aumentare le loro concentrazioni prima dei test. Ora, Hossam Haick ei suoi colleghi hanno costruito sensori utilizzando una serie di nanoparticelle d'oro in grado di rilevare questi COV nelle loro concentrazioni naturali e nelle condizioni umide caratteristiche del respiro umano. La loro ricerca è stata recentemente pubblicata online sulla rivista Nanotecnologia della natura .
Altri dispositivi utilizzati per gli stessi tipi di test dipendono da costosi mezzi di rilevamento VOC, come sensori ottici, spettrometria di massa e sensori acustici. Anche questi sistemi non sono sempre portatili. I sensori di nanoparticelle d'oro, tuttavia, hanno il potenziale per essere piccoli ed economici: l'unico problema è stato far sì che i COV si attaccassero all'oro. È stato un bel po' di lavoro per farli aderire, afferma Haick, vincitore del TR35 2008 . Siamo i primi a farlo, per quanto ne so. A causa di un brevetto imminente, Haick ha rifiutato di spiegare come ha ottenuto la viscosità desiderata.
Sensore piccolo: Se esposti a gas particolari, i chemiresistori, come quello mostrato sopra, cambiano la loro resistenza. I ricercatori stanno utilizzando una serie di nove chemiresistori per rilevare il cancro ai polmoni nel respiro di soggetti umani.
Utilizzando campioni di respiro di 40 volontari sani e 56 pazienti affetti da cancro ai polmoni, il gruppo ha utilizzato i sensori per identificare quali biomarcatori avrebbero agito collettivamente come un segno accurato della firma del cancro ai polmoni. Dopo aver addestrato i sensori per identificare la firma e averla testata di nuovo, Haick e i suoi colleghi hanno scoperto che il loro dispositivo poteva distinguere in modo affidabile tra alito canceroso e sano. Ora stanno testando il dispositivo su un gruppo più ampio di persone in varie fasi della malattia e credono che saranno pronti per iniziare gli studi clinici entro due o tre anni.
Qualsiasi progresso nell'area dello sviluppo di sensori per la ricerca sul respiro è per me entusiasmante, e penso che questo sia certamente un progresso, afferma Peter Mazzone, specialista in cancro ai polmoni e ricercatore di analisi del respiro presso la Cleveland Clinic in Ohio. Questo è stato uno studio molto ben fatto e molto promettente. Non so se sia abbastanza preciso da poter essere utilizzato nella pratica clinica, tuttavia è molto eccitante vedere un altro sistema di sensori promettente.
I test preliminari indicano che i sensori di nanoparticelle d'oro non solo possono differenziare tra gli stadi del cancro del polmone, ma possono rilevare firme distinte per altri disturbi, come l'insufficienza epatica. Il gruppo di Haick ha persino testato il naso elettronico sopra colonie di cellule cresciute in coltura. Questo studio ha scoperto che mentre il sensore era in grado di fiutare i composti già noti per essere presenti nel respiro, altri COV associati al cancro del polmone non sono stati rilevati. Ovviamente, qualcosa sta succedendo nel corpo per metabolizzare e creare COV aggiuntivi, dice Haick. Ora sta lavorando per capire esattamente di cosa si tratta, nella speranza che possa fornire nuove informazioni sul cancro ai polmoni e su come trattarlo.