Aprire la strada al monitoraggio del dosaggio dei farmaci a casa
Il corpo di ognuno reagisce ai farmaci terapeutici in modo leggermente diverso: non tutti i metabolismi, infatti, sono uguali. La maggior parte dei farmaci non ha bisogno di essere monitorata a livello individuale, ma per quelli con una finestra terapeutica stretta, il monitoraggio terapeutico dei farmaci è fondamentale. «Nel caso del trattamento dei bambini con leucemia, ad esempio, dove può essere usato un farmaco chiamato MTX, allora tale monitoraggio è necessario. La dose è alta, e il farmaco è tossico; il trattamento quindi si può offrire solo se si dispone di un laboratorio nelle vicinanze», dice Anja Boisen, ricercatrice principale del progetto THERA, ospitato dal Politecnico della Danimarca e finanziato dal Consiglio europeo della ricerca. Il risultato è che molti che potrebbero beneficiare del farmaco non possono accedervi perché le strutture di analisi necessarie per usare l’MTX in modo sicuro non sono a portata di mano. «E anche quando il monitoraggio viene effettuato, per esempio, da un saggio immuno-assorbente legato ad un enzima ELISA, sarebbe comunque molto meglio poter seguire più da vicino il singolo paziente», aggiunge. Ed è qui che entra in gioco il lavoro del progetto THERA.
Monitoraggio terapeutico dei farmaci portatile e preciso
Utilizzando la spettroscopia Raman amplificata da superfici (SERS, Surface-Enhanced Raman Spectroscopy), una tecnica molto sensibile che può essere integrata in una soluzione lab-on-chip, THERA ha realizzato uno strumento preciso di dimensioni ridotte: un dispositivo da tavolo, che può eseguire il monitoraggio terapeutico dei farmaci da una singola goccia di sangue, nel giro di pochi minuti. «E tutto questo senza la necessità di personale specializzato, ad una frazione del costo attualmente associato al monitoraggio terapeutico dei farmaci», osserva Boisen. La SERS utilizza una superficie nanostrutturata, sulla quale viene posto un campione di sangue filtrato, e una tecnica ottica per attribuire un’impronta chimica a ciò che si trova su tale superficie. «In futuro, si potrebbe immaginare che il paziente possa monitorare i farmaci a casa, così da poter lasciare l’ospedale prima di quanto non possa fare oggi e questo, a mio avviso, migliorerebbe significativamente la qualità della vita e abbasserebbe anche i costi», spiega. Si tratterebbe di una grande svolta rispetto agli attuali strumenti utilizzati per monitorare i farmaci terapeutici, come la cromatografia liquida ad alta prestazione, la spettrometria di massa ed ELISA. Tutti questi strumenti richiedono attrezzature di laboratorio e tecnici preparati, ma i sistemi attuali hanno il vantaggio di essere ben consolidati e irrompere in un mercato esistente con un approccio innovativo può essere difficile.
Da idea innovativa ad alternativa pratica
Il team ha già dimostrato che il sistema messo a punto è in grado di rilevare fino a un limite di 0,1 μM su «campioni artificiali puri», ovvero campioni di laboratorio che sono sempre coerenti. «Quando si passa ai campioni dei pazienti, tutti i pazienti sono diversi, e il loro sangue contiene anche miscele di farmaci diversi. Ecco perché dobbiamo fare più controlli: la variabilità è significativamente più alta quando si passa ai campioni dei pazienti», nota Boisen. Il lavoro è già iniziato. Il progetto ha analizzato campioni di pazienti forniti dall’ospedale universitario di Copenaghen. Grazie a una sovvenzione BII del BioInnovation Institute in Danimarca, il team dispone dei finanziamenti necessari per proseguire il lavoro svolto con il sostegno ricevuto dall’UE nell’ambito del progetto THERA. Il loro successo nell’identificare l’intervallo di concentrazione target nel sangue ha richiesto più di 10 anni di ricerca «di base» nella SERS e nella microfluidica centrifuga, oltre a un intenso lavoro di squadra. «Sono molto orgogliosa dello straordinario lavoro di squadra e della creatività che ci ha portato dove siamo oggi, anche grazie a una combinazione di competenze e una grande collaborazione tra discipline scientifiche come l’ottica, la chimica delle superfici, l’elettrochimica, l’ingegneria meccanica, l’IA e la medicina.» Boisen è ottimista per il futuro: «Useremo il finanziamento del BII per fare altre ricerche al riguardo. Attualmente stiamo sviluppando un secondo prototipo ed espandendo la sua usabilità. Il piano è di fondare una società tra circa 18 mesi.»
Parole chiave
THERA, monitoraggio terapeutico dei farmaci, spettroscopia Raman amplificata da superfici, SERS
