Batticuore

Una nuova sonda luminosa fa diagnosticare prima le malattie cardiovascolari

Illustrazione delle interazioni molecolari della sonda.
CREDITO Angelo Frei / Imperial College London

I ricercatori hanno creato una sonda che si illumina quando rileva un enzima associato a problemi che possono portare a coaguli di sangue e ictus.

Il team di ricercatori, del Dipartimento di Chimica e del National Lung and Heart Institute dell’Imperial College di Londra, ha dimostrato che la loro sonda rileva rapidamente e accuratamente l’enzima nelle cellule di E. Coli modificate.

Pubblicità e progresso

Stanno ora espandendo questo studio proof-of-concept, pubblicato sul Journal of the American Chemical Society e finanziato dalla British Heart Foundation (BHF), con la speranza di creare test rapidi per problemi cardiovascolari e un nuovo modo condizioni di termine.

L’accumulo di placca nelle arterie, noto come aterosclerosi, può portare a malattia coronarica e ictus ed è una delle principali cause di morte nel mondo occidentale.

Con il progredire dell’aterosclerosi, possono verificarsi emorragie intraparenchimali (IPH) quando parti della placca si staccano dalle pareti delle arterie. Questi eventi possono portare alla formazione di placche e coaguli di sangue più vulnerabili, limitando il flusso sanguigno al cuore e al cervello e potenzialmente portando a malattie croniche o eventi catastrofici come gli ictus.

Il rilevamento degli IPH e del loro impatto fornirebbe quindi un sistema di allarme e consentirebbe una diagnosi precoce delle condizioni vascolari. Il team di ricerca ha progettato una sonda chimica in grado di rilevare aumenti dei livelli di un enzima che accompagna gli IPH e persino le instabilità della placca che precedono gli IPH.

Il co-responsabile dello studio, il professor Nicholas Long, del Dipartimento di Chimica dell’Imperial, ha dichiarato: “I progressi nel campo delle malattie cardiovascolari precoci sono stati piuttosto limitati e lenti, ma questa nuova sonda, e altre che stiamo sviluppando, andranno a lunga strada per affrontare questo problema fornendo risposte in tempo reale e facilmente misurabili agli enzimi diagnostici “.

Il co-responsabile dello studio, il dottor Joe Boyle, del National Heart and Lung Institute, ha aggiunto: “In definitiva, queste sonde potrebbero fornire la base per i test diagnostici presso il medico di famiglia, le ambulanze o negli ospedali per la rapida identificazione delle malattie cardiovascolari. Le sonde potrebbero anche fornire analisi in tempo reale dei processi biologici sottostanti coinvolti nella malattia vascolare, fornendo nuove intuizioni e potenzialmente nuovi modi per monitorare il progresso della malattia cronica “.

La sonda del team funziona rilevando un enzima che viene rilasciato in grandi quantità durante gli IPH, chiamato eme ossigenasi-1 (HO-1). I precedenti tentativi di screening per HO-1 sono stati inaffidabili e non possono essere utilizzati per rilevare cambiamenti in tempo reale, ma la nuova sonda risolve entrambi questi problemi.

La sonda è composta da due componenti che possono ospitare molecole fluorescenti (luminose): un “donatore” che trasferisce le molecole fluorescenti al componente “accettore”. Quando la sonda entra in contatto con HO-1, il legame tra i due componenti viene interrotto, portando all’accumulo di molecole fluorescenti nel componente donatore.

Questo accumulo provoca un aumento dell’intensità di fluorescenza della sonda che può essere rilevata mediante spettroscopia. Nei test che utilizzano cellule di E. coli modificate contenenti HO-1 umano, il team ha rilevato un aumento di sei volte della fluorescenza della sonda.

Il professor James Leiper, direttore medico associato del BHF, ha dichiarato: “Gli attuali metodi per rilevare l’IPH si basano su tecniche di imaging ospedaliere che richiedono tempo e sono costose. L’attuale tecnologia mira a produrre un test diagnostico veloce e sensibile che possa essere utilizzato nel momento in cui un paziente si presenta per la prima volta con sintomi per consentire la diagnosi precoce di IPH. L’uso di tale test consentirebbe un trattamento più rapido e migliori risultati per i pazienti affetti da IPH “.

Il team sta ora estendendo i propri studi a mammiferi e cellule umane. Hanno recentemente brevettato la loro sonda e hanno ricevuto finanziamenti dalla British Heart Foundation per realizzare una nuova generazione di sonde per altre malattie cardiovascolari e neurodegenerative e per condurre indagini biologiche più approfondite sui meccanismi sottostanti.