Il suo nome è un acronimo usato per esprimere le sue dimensioni, ma i ricercatori della Cornell Engineering e della Weill Cornell Medicine sperano che l'impatto del loro dispositivo portatile di rilevamento del cancro nel mondo in via di sviluppo sia tutt'altro che piccolo.

Circa la metà di una scatola per il pranzo, il piccolo sistema di quantificazione dell'acido nucleico isotermico (o TINY) ha mostrato risultati promettenti come rilevatore point-of-care dell'herpesvirus associato al sarcoma di Kaposi (KSHV) in contesti con risorse limitate come l'Africa sub-sahariana. I primi test hanno portato a un accordo di circa il 94 percento con i metodi tradizionali, con risultati generati in poche ore invece che in settimane.

Sviluppato da un team guidato da David Erickson, il Professore di Ingegneria Meccanica al Sibley College, ed Ethel Cesarman, M.D., professore di patologia e medicina di laboratorio presso Weill Cornell Medicine, TINY ha raggiunto i suoi obiettivi nel primo round di finanziamenti del National Institutes of Health. Il team sta pianificando test ampliati nei prossimi anni.

I risultati dei test sul campo del dispositivo del team nel 2017 in Uganda sono dettagliati nel documento, "Un dispositivo portatile per la quantificazione degli acidi nucleici alimentato dalla luce solare, una fiamma o elettricità, " pubblicato l'11 settembre in Ingegneria biomedica della natura . Ryan Snodgrass, dottorando nel laboratorio Erickson, e Andrea Gardner, tecnico ricercatore presso Weill Cornell Medicine, sono primo e secondo autore.

Il sarcoma di Kaposi (KS) è un cancro che si sviluppa nella linfa o nei vasi sanguigni, e di solito appare come lesioni sulla pelle, all'interno della bocca o internamente. Ci sono quattro tipi di malattia; epidemico, o associati all'AIDS, Il KS è il più comune nell'Africa subsahariana e definisce l'AIDS. Ciò significa che quando a qualcuno con il virus dell'HIV viene diagnosticato il KS, hanno ufficialmente l'AIDS.

La diagnosi precoce porta a risultati migliori, ma non è sempre possibile nei paesi in via di sviluppo, dove i test patologici possono richiedere da una a due settimane. "C'è un problema con la possibilità di diagnosticarlo lì, " Ha detto Erickson. "Un certo numero di cose assomiglia a KS ... e il tempo necessario per una diagnosi tradizionale, una o due settimane, rende difficile".

TINY ha dimostrato la capacità di generare risultati in circa 2 ore e mezza.

Giunto alla terza generazione, TINY esegue l'amplificazione isotermica mediata da loop (LAMP) per la quantificazione dell'acido nucleico. Ciò richiede il riscaldamento del campione a 154 gradi, che necessita di una fonte di alimentazione.

Uno dei principali vantaggi di TINY:può raccogliere e immagazzinare il calore generato dall'elettricità, il sole o anche un becco Bunsen, e funzionerà anche in caso di interruzione temporanea dell'alimentazione, di cui tre si sono verificati durante i test in Uganda. La flessibilità energetica di TINY è importante perché in molti paesi dell'Africa subsahariana le strutture sanitarie non hanno accesso a un'elettricità affidabile.

Per lo studio, Il team di Erickson ha raccolto campioni di biopsia da 71 pazienti in Uganda sospettati di avere KS e ha testato i campioni con TINY e tramite la reazione a catena della polimerasi quantitativa (qPCR), lo standard attuale per la quantificazione degli acidi nucleici. L'accordo tra TINY e qPCR era del 94 percento (67 su 71), e il team ha dimostrato che tutto il disaccordo derivava da limitazioni del dosaggio e non dalla capacità di TINY.

Non solo TINY può essere trasportato in luoghi remoti per l'uso nel punto di cura, potrebbe anche essere prezioso in cliniche e ospedali dove l'energia elettrica può essere inaffidabile. "Entrambe le applicazioni possono consentire alla diagnostica dell'acido nucleico di raggiungere una parte maggiore della popolazione nei [paesi a basso e medio reddito], " ha concluso il gruppo nella sua relazione.

"Come patologo che sa quanto a volte possa essere difficile diagnosticare KS, "Cesarman ha detto, "è molto eccitante collaborare con gli ingegneri che hanno inventato un nuovo brillante dispositivo che rende così facile supportare o scartare una diagnosi di KS in meno di tre ore dal momento in cui viene eseguita una biopsia".

Il lavoro futuro su TINY includerà l'espansione dei test in più località in Africa, Sud America e Stati Uniti, e lo sviluppo di un piano di commercializzazione. Il gruppo ha richiesto la protezione del brevetto tramite il Center for Technology Licensing di Cornell.

Erickson e Cesarman hanno iniziato a lavorare su questo dispositivo circa cinque anni fa. "Dove siamo ora, "Erickson ha detto, "è al di là dello scenario migliore che avrei potuto immaginare quando ho scritto la proposta."

e Snodgrass, chi è stato in Uganda due volte a testare TINY, ha detto che è "molto gratificante costruire un dispositivo, portalo lì e guardalo usato su pazienti reali."