La diagnosi precoce del cancro migliora notevolmente le probabilità di successo del trattamento. Eppure molte persone, soprattutto nei paesi in via di sviluppo, mancanza di accesso alle strutture per rilevare la malattia.

Per affrontare questo problema, un team di ricerca guidato dall'Università di Buffalo sta creando un nuovo strumento per individuare il cancro che gli operatori sanitari potrebbero eventualmente utilizzare in aree prive di ospedali, cliniche e altri centri di cura.

Lo strumento—descritto in un paio di articoli di ricerca pubblicati in IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics (17 agosto) e Sensori ACS (18 luglio)—si basa su un esclusivo biosensore d'oro creato dal team di ricerca. Se abbinato a un computer o smartphone e altri strumenti economici, il sistema è in grado di individuare i biomarcatori del cancro da un campione di sangue.

"Gli smartphone e i computer sono sempre più comuni nei luoghi in cui l'assistenza sanitaria di base non è disponibile. Il nostro sistema ne trae vantaggio. Abbiamo progettato un sistema di screening del cancro semplice ma efficace che riteniamo possa essere eventualmente implementato nelle aree che ne hanno più bisogno, "dice Qiaoqiang Gan, dottorato di ricerca, professore associato di ingegneria elettrica presso la School of Engineering and Applied Sciences di UB, e co-autore principale degli studi.

"I test preliminari mostrano che il nostro sistema è efficace quanto i test diagnostici utilizzati da molti ospedali. Speriamo di perfezionare il sistema e metterlo nelle mani delle persone che ne hanno più bisogno, perché prima rileviamo il cancro, migliori sono i risultati del trattamento, "dice Yun Wu, dottorato di ricerca, assistente professore di ingegneria biomedica presso UB, anche co-autore principale degli studi.

Il Dipartimento di Ingegneria Biomedica è un programma congiunto della Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences presso UB, e la Scuola di Ingegneria e Scienze Applicate.

Per testare il sistema, i ricercatori hanno montato il biosensore d'oro su un vetrino. Hanno quindi posizionato campioni di sangue di pazienti affetti da cancro ai polmoni sopra il biosensore. Prossimo, hanno puntato una luce LED sul campione e sul biosensore.

Il sangue contiene minuscole particelle organiche chiamate esosomi, che contengono biomarcatori del cancro del polmone. Questi biomarcatori si legano al biosensore e fanno cambiare l'intensità della luce.

Misurando la variazione dell'intensità della luce prima e dopo l'applicazione del campione di sangue, i ricercatori possono rilevare i biomarcatori. Questo tipo di rilevamento è noto come risonanza plasmonica di superficie, o rilevamento SPR.

Negli esperimenti con uno smartphone, i ricercatori hanno montato il biosensore sulla fotocamera del telefono. Il sistema ha fornito l'imaging in tempo reale degli esosomi contenenti il ​​recettore del fattore di crescita epidermico (EFGR), una proteina che si trova comunemente nei pazienti con carcinoma polmonare non a piccole cellule che può essere utilizzata come biomarcatore per lo screening e la diagnosi precoce.

Il sistema era anche in grado di rilevare un altro biomarcatore chiamato ligando di morte programmata 1 (PD-L1), che è una proteina che può impedire al sistema immunitario di attaccare le cellule tumorali. I medici misurano i livelli di PD-L1 nei pazienti con cancro del polmone per valutare l'efficacia di un trattamento con inibitori del checkpoint, un nuovo tipo di immunoterapia.

I risultati complessivi mostrano che il sistema è paragonabile nella precisione di rilevamento ai comuni test diagnostici per il cancro, come il saggio di immunoassorbimento enzimatico (ELISA).

Ci sono diversi vantaggi per il nuovo sistema. Forse più utile, dicono i ricercatori, è la piccola dimensione del sistema, la sua facilità d'uso e il suo costo di fabbricazione relativamente basso rispetto agli strumenti diagnostici esistenti utilizzati dagli operatori sanitari. La portabilità del sistema lo rende ideale per le aree che non hanno accesso ai servizi sanitari, dicono.