IBM aiuta i medici a rilevare il cancro e malattie su scala nanometrica.

Gli scienziati di IBM hanno sviluppato una nuova tecnologia denominata “lab-on-a-chip” che può, per la prima volta, separare le particelle biologiche su scala nanometrica e potrebbe contribuire a permettere ai medici di rilevare malattie come il cancro prima della comparsa dei sintomi.

 

Come riportato due giorni fa’ sulla rivista “Nature Nanotechnology”, i risultati della squadra IBM mostrano una separazione in base alle dimensioni di bio-particelle fino a 20 nanometri (nm) di diametro, una scala che dà accesso alle particelle importanti come il DNA, virus e esosomi. Una volta separate, queste particelle possono essere analizzate dai medici per rivelare potenzialmente segni della malattia, anche prima che i pazienti sperimentino i sintomi fisici e quando il risultato del trattamento è più positivo. Fino ad ora, la bio-particella più piccola che poteva essere separata con tecnologie on-chip era circa 50 volte più grande, come nel caso della separazione di cellule tumorali circolanti da altri componenti biologici.

 

IBM sta collaborando con un team della Scuola di Medicina Icahn (School of Medicine at Mount Sinai) per continuare lo sviluppo di questa tecnologia “lab-on-a-chip” e prevede di iniziare a testare la tecnologia sul cancro alla prostata, il tumore più comune negli uomini negli Stati Uniti.

 

Nell’era della “Precision Medicine” (medicina di precisione), gli esosomi sono sempre più visti come bio-marcatori utili per la diagnosi e la prognosi dei tumori maligni. Gli esosomi vengono rilasciati nei fluidi corporei facilmente accessibili come la saliva, urina o sangue. Essi rappresentano uno strumento prezioso biomedico in quanto possono essere utilizzati nell’ambito di “liquid biopsies”, meno invasive per rivelare l’origine e la natura di un cancro.

 

Il team IBM con la sua tecnologia “lab-on-chip” sta affrontando sfide per la separazione e la purificazione degli esosomi nelle biopsie liquide. Gli esosomi variano nel formato da 20-140 nm e contengono informazioni sullo stato di salute della cellula originaria. La determinazione della dimensione, le proteine ​​di superficie e il carico di acido nucleico portato dagli esosomi può dare informazioni essenziali circa la presenza e lo stato di sviluppo di un cancro e di altre malattie.

 

“La capacità di ordinare e arricchire bio-marcatori su scala nanometrica in tecnologie nell’ambito dei chip apre la porta a alla comprensione di malattie come il cancro e virus come l’influenza o Zika”,

ha detto Gustavo Stolovitzky , direttore del programma di Translational Systems Biology and Nanobiotechnology presso IBM Research. Questo importo supplementare di tempo potrebbe consentire ai medici di prendere decisioni più consapevoli.

 

Con la possibilità di ordinare bio-particelle su scala nanometrica, Icahn School of Medicine at Mount Sinai spera che la tecnologia di IBM sia in grado di fornire un nuovo metodo per intercettare i messaggi portati da esosomi per le comunicazioni cellula-cellula. Ciò può chiarire questioni importanti sulla biologia delle malattie, nonché aprire la strada a strumenti non invasivi. Monitorare questa conversazione intercellulare più regolarmente potrebbe consentire a medici esperti di tenere traccia dello stato di un individuo in salute o la progressione di una malattia.

“Quando siamo in anticipo sulla malattia di solito siamo in grado di affrontarla bene; ma se la malattia è più avanti di noi, il viaggio è di solito molto più difficile. Uno degli sviluppi più importanti che stiamo cercando in questa collaborazione è quello di avere la base per identificare le “firme” degli esosomi che possono essere lì molto presto prima che i sintomi compaiono o prima che una malattia diventi grave”.

Così afferma Carlos Cordon-Cardo, MD, PhD, presidente del Dipartimento di patologia presso il sistema Sanitario Monte Sinai e Professore di patologia, Genetica e Scienze oncologiche presso la Scuola di Medicina Icahn.

“Mettendo insieme competenze di dominio di Mount Sinai nel cancro e patologia con l’esperienza biologia dei sistemi di IBM e la sua ultima tecnologia di separazione su nanoscala, la speranza è quella di cercare bio-marcatori sensibili e specifici in esosomi. Ciò rappresenta una nuova frontiera che potrà offrire indizi che potrebbero dare una risposta alla domanda se una persona ha il cancro e come curarlo.”

 

Per un’informazione più approfondita, ecco i link degli articoli citati:

http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/50275.wss

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2016.134.html

 

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