I ricercatori dell'Università della Florida centrale hanno sviluppato una nuova tecnica che può fornire ai medici uno strumento più rapido e sensibile per rilevare i patogeni associati alle malattie infiammatorie intestinali, compreso il morbo di Crohn.

La nuova tecnica basata sulle nanoparticelle può essere utilizzata anche per il rilevamento di altri microbi che hanno sfidato gli scienziati per secoli perché si nascondono in profondità nei tessuti umani e sono in grado di riprogrammare le cellule per eludere con successo il sistema immunitario.

I microbi riappaiono anni dopo e possono causare seri problemi di salute come quelli riscontrati nei casi di tubercolosi. Esistono metodi di test attuali per trovare questi microbi nascosti, ma richiedono molto tempo per completare e spesso ritardano un trattamento efficace per settimane o addirittura mesi.

Il professore associato dell'UCF J. Manuel Perez e il professor Saleh Naser e il loro gruppo di ricerca hanno sviluppato un metodo che utilizza nanoparticelle rivestite con marcatori di DNA specifici per gli sfuggenti agenti patogeni. La tecnica è efficace e più accurata dei metodi attuali nel raccogliere anche piccole quantità di un agente patogeno. Più importante, ci vogliono ore invece di settimane o mesi per fornire risultati, potenzialmente dando ai medici uno strumento più rapido per aiutare i pazienti.

"La nostra nuova tecnica ha superato i metodi molecolari e microbiologici tradizionali, "disse Naser, professore all'UCF College of Medicine. "Senza compromettere la specificità o la sensibilità, il nano-metodo ha prodotto risultati affidabili e accurati in poche ore rispetto a mesi."

I lavori di ricerca traslazionale del gruppo sono pubblicati nell'edizione odierna della rivista PLOS Uno.

Il team ha creato l'ibridazione di nanosensori a rilassamento magnetico (hMRS) in grado di pescare e rilevare minuscole quantità di DNA da agenti patogeni che si nascondono all'interno delle cellule di un paziente. Il
hMRS sottili come un capello sono composti da una nanoparticella di ossido di ferro rivestita di polimero e sono chimicamente modificati per legarsi specificamente a un marcatore del DNA che è unico per un particolare agente patogeno.

Quando l'hMRS si lega al DNA del patogeno, viene rilevato un segnale di risonanza magnetica, che viene amplificato dalle molecole d'acqua che circondano la nanoparticella. Quindi il ricercatore può leggere la modifica della firma magnetica sullo schermo di un computer o su un dispositivo elettronico portatile, come uno smartphone, e determinare se il campione è infetto da un particolare agente patogeno.

I ricercatori hanno utilizzato Mycobacterium avium spp. paratubercolosi (MAP), un patogeno che è stato implicato nella causa del morbo di Johne nei bovini e del morbo di Crohn nell'uomo, per testare la loro tecnica. Hanno usato un gran numero di campioni di sangue e di tessuto bioptico di pazienti con malattia di Crohn e campioni di carne di bovini con malattia di Johne.

"Si tratta di fornire ai professionisti medici strumenti facili e affidabili per comprendere meglio la diffusione di una malattia, aiutando le persone a ricevere cure più velocemente, " disse Perez, che lavora presso il Nanoscience Technology Center di UCF. "Questo è il mio obiettivo. Ed è qui che la nanotecnologia ha davvero molto da offrire, in particolare quando la tecnologia è stata convalidata utilizzando dati clinici, campioni alimentari e ambientali come nel nostro caso".

L'Istituto Nazionale di Scienze Mediche Generali (NIGMS), che fa parte del National Institutes of Health, e finanziato la ricerca, ha affermato che questo tipo di ricerca di base può fornire le basi per scoperte mediche.

"Proprio l'anno scorso, Il dottor Perez e il suo team hanno scoperto inaspettatamente la proprietà di legame del DNA dei loro nanosensori magnetici, e ora hanno dimostrato che può diventare la base per un rapido, test di laboratorio sensibile per batteri e virus difficili da misurare nei campioni dei pazienti, " ha detto Janna Wehrle, dottorato di ricerca, di NIGMI. "Questo è un meraviglioso esempio di quanto velocemente un progresso possa passare dal banco di ricerca per soddisfare un'importante esigenza clinica".