Il dispositivo biocompatibile racchiude le complesse caratteristiche di un laboratorio di patologia, in miniatura. Credito:Università RMIT
Un piccolo laboratorio delle dimensioni di un francobollo potrebbe essere la prossima grande novità nella ricerca di farmaci anticoagulanti più sicuri per prevenire infarti e ictus.
L'efficacia degli attuali farmaci anticoagulanti può essere limitata a causa del rischio di complicanze, guidando la necessità di alternative che possano sia prevenire la formazione di coaguli di sangue sia ridurre il rischio di emorragie eccessive e pericolose per la vita.
Il nuovo lab-on-a-chip biocompatibile, dettagliato in un articolo pubblicato di recente sulla rivista Chimica analitica , potrebbe aiutare ad accelerare la scoperta e lo sviluppo di nuove terapie anticoagulanti.
La tecnologia è stata sviluppata da un team di biochimici e ingegneri guidati dalla RMIT University e dal gruppo Hematology Micro-platforms presso l'Australian Centre for Blood Diseases (ACBD) di Melbourne, Australia.
Riduce efficacemente un laboratorio di patologia medica su un piccolo chip, con processi automatizzati che possono raggiungere in pochi minuti ciò che potrebbe richiedere giorni in un laboratorio a grandezza naturale.
Il nuovo dispositivo è progettato specificamente per lavorare con la biologia complessa e sensibile del sangue, dotato di un sistema unico di micropompe e strumenti di analisi per testare l'effetto dei composti chimici sulla coagulazione del sangue.
Investigatore capo Dr. Warwick Nesbitt, RMIT e Monash University, sta lavorando con i collaboratori dell'ACBD per utilizzare il dispositivo pionieristico per comprendere meglio i meccanismi di coagulazione e sviluppare nuovi farmaci anticoagulanti.
Nesbitt ha affermato che pochissimi microdispositivi sviluppati fino ad oggi erano adatti per l'uso clinico o di ricerca, perché non erano stati guidati dall'intuizione su come si comporta effettivamente il sangue.
Da sinistra a destra:i ricercatori Dr Crispin Szydzik e Dr Warwick Nesbitt. Credito:Università RMIT
"Il sangue è estremamente sensibile alle superfici artificiali e si coagula molto facilmente, quindi le tecnologie per il trattamento del sangue devono essere ugualmente sensibili, "Nesbit, un Senior Research Fellow del Vice-Cancelliere presso RMIT e capogruppo presso ACBD, disse.
"Abbiamo combinato una profonda comprensione della biologia del sangue con l'ingegneria e la progettazione di microfabbricazione di precisione, per fornire un dispositivo in grado di funzionare con sangue intero e produrre risultati affidabili.
"Speriamo che questo nuovo potente strumento dia ai ricercatori un vantaggio nella fornitura di trattamenti anti-coagulazione migliori e più sicuri, per migliorare la salute e il benessere di milioni di persone in tutto il mondo".
Il co-autore principale, il dott. Crispin Szydzik, ha affermato che il dispositivo potrebbe imitare le condizioni all'interno dei vasi sanguigni.
"È un passo fondamentale verso lo sviluppo di microsistemi rapidi ed efficienti per lo screening e la diagnostica ematologici preclinici e clinici".
Tesoro, ho ristretto il laboratorio:come funziona
Il microlab può esaminare centinaia di composti farmaceutici in poche ore, rivelando il loro effetto sul sangue e identificando rapidamente quelli che hanno il maggior potenziale per l'uso clinico.
Il dispositivo si basa sulla tecnologia dei chip microfluidici sviluppata presso la Micro Nano Research Facility (MNRF) di RMIT e all'interno del Vascular Biology Laboratory (ACBD-Monash University).
Il chip microfluidico presenta un sistema unico di minuscoli canali e pompe per la manipolazione rapida dei fluidi. Credito:Università RMIT
Un chip microfluidico contiene una serie di canali in miniatura, valvole, processori e pompe in grado di manipolare i fluidi in modo preciso e flessibile.
I chip combinano velocità, portabilità e capacità, gestire grandi quantità di piccoli elementi di lavorazione. È importante sottolineare che sono anche scalabili ed economici da produrre.
La tecnologia microfluidica è stata combinata con un saggio sensibile per testare come le piastrine, il componente del sangue che forma i coaguli, rispondono a diverse combinazioni chimiche.
In un'applicazione di prova del concetto, il microlab è stato utilizzato per studiare come il dosaggio del sangue con inibitori selezionati di piccole molecole influenzi la dinamica del trombo piastrinico, questo è, come le piastrine si aggregano.
I risultati promettenti hanno dimostrato che il lab-on-chip automatizzato potrebbe controllare con precisione il flusso sanguigno, erogare e miscelare i composti farmacologici con il sangue in pochi secondi e inviare il sangue dosato a un sistema di analisi dei trombi a valle.
Direttore MNRF, Illustre Professor Arnan Mitchell, dette tecnologie esistenti per testare i composti chimici nel sangue richiedono molto lavoro e tempo, limitando quanti possono essere sottoposti a screening in qualsiasi momento.
"Il nostro dispositivo consente ai ricercatori di inviare centinaia di potenziali combinazioni attraverso il sistema, mescolandoli con il sangue in modo estremamente rapido e fornendo risultati in pochi minuti, " ha detto Mitchell.
"Piccolo, mirata, automatizzato e preciso:è il futuro della tecnologia di sviluppo dei farmaci".
