Una prima scoperta al mondo da parte dei ricercatori della Monash University e dell'Università del Queensland potrebbe portare a trattamenti più rapidi ed efficaci per le complicanze croniche della salute, come le malattie cardiovascolari e il cancro, con biosensori "fluorescenti" in vivo.

Il gruppo di ricerca, guidato dal Dr. Simon Corrie del Dipartimento di Ingegneria Chimica della Monash University e del Centro di eccellenza ARC in Convergent Bio-Nano Science and Technology, ha preso un anticorpo che lega le proteine ​​EGFR (recettore del fattore di crescita epidermico) e lo ha ingegnerizzato per monitorare la concentrazione di proteine ​​EGFR nelle soluzioni sieriche nel tempo.

Co-autori del documento, pubblicato in Sensori ACS , sono il dottor Christian Fercher, La dott.ssa Martina Jones e il professor Stephen Mahler dell'Università del Queensland e dell'Istituto australiano di bioingegneria e nanotecnologia.

L'incapacità di rilevare la crescita delle proteine ​​EGFR nell'uomo può essere associata allo sviluppo di numerosi tumori, compreso il cancro, così come l'insorgenza di malattie come l'Alzheimer.

Utilizzando un meccanismo di rilevamento indipendente sviluppato dal team di ricerca, che coinvolgono coloranti fluorescenti, i ricercatori hanno creato un biosensore da un noto anticorpo in grado di "leggere" i cambiamenti della proteina EGFR in tempo reale monitorando i cambiamenti rilevabili negli spettri di fluorescenza.

La capacità di monitorare le concentrazioni di biomarcatori proteici nei fluidi corporei in tempo reale è preziosa per monitorare i pazienti a rischio di rapido deterioramento, compresi quelli che richiedono un monitoraggio personalizzato dei farmaci o quelli ad alto rischio di complicanze derivanti da condizioni critiche, come la sepsi, infarto o risposta del tumore al trattamento.

Nessuno è stato in grado di progettare un anticorpo per test continui fino ad ora.

"Tutti i test diagnostici che conosciamo implicano il campionamento di qualcosa (sangue, urina, tessuto) in un determinato momento e portando lo stesso in un laboratorio per interrogarlo. Ma per i pazienti che soffrono di condizioni acute, in cui il tempo per la diagnosi e il trattamento rapido sono molto importanti, questo processo diagnostico tradizionale non è abbastanza buono, " disse il dottor Corrie.

"Monitoraggio dei cambiamenti dinamici nelle proteine, ad esempio i livelli di proteine ​​aumentano o diminuiscono nel tempo, è probabile che fornisca informazioni molto più dettagliate su una malattia o un processo di trattamento, ma i sensori necessari per farlo non esistono al di fuori dei continui test del glucosio per il diabete.

"La nostra capacità di creare anticorpi, che si legano in modo reversibile ai bersagli e possono essere "lette ad alta voce" utilizzando la fluorescenza, significa che possiamo sviluppare sensori in vivo. Questi sensori possono monitorare i livelli di biomarcatori critici mentre cambiano nel tempo in risposta a una malattia o a un trattamento, piuttosto che inviare un campione a un laboratorio e ottenere un'istantanea in un giorno o due.

"Questi biomarcatori potrebbero includere la quantità di proteine ​​​​di superficie su una cellula cancerosa e se un farmaco ne fa ridurre o meno le dimensioni, quindi testare l'efficacia del trattamento. Può essere utilizzato anche per monitorare la concentrazione di farmaci potenzialmente tossici, come alcuni antibiotici."

Questa scoperta è stata in grado di ingegnerizzare un frammento di anticorpo in grado di legarsi in modo reversibile a un analita proteico (scFv) in una soluzione chimica, pur mantenendo la specificità della sequenza anticorpale originale.

Attraverso i loro sforzi, è stato registrato con successo il monitoraggio in vitro continuo per più ore.

"Sono in corso lavori per impiegare coloranti che sono molto più adatti alle applicazioni mediche, " disse il dottor Corrie.

"In futuro, prevediamo che questo processo verrà utilizzato per generare una gamma di biosensori in grado di monitorare continuamente la concentrazione di proteine ​​all'interno del corpo umano, attraverso un processo biofarmaceutico, o nell'ambiente”.