Nanosensore prevede il rischio di complicanze all’inizio della gravidanza

I ricercatori australiani hanno sviluppato un nanosensore in grado di rilevare l’insorgenza del diabete gestazionale con una precisione del 95%.

 

 

I ricercatori australiani hanno sviluppato un nanosensore in grado di rilevare l’insorgenza del diabete gestazionale con una precisione del 95%.

Dimostrato da un team guidato da Carlos Salomon presso l’Università del Queensland, il sensore superparamagnetico “nanoflower” potrebbe consentire ai medici di rilevare una varietà di complicazioni nelle prime fasi della gravidanza.

Molte complicazioni in gravidanza possono avere effetti profondi e duraturi sia sulla madre che sul feto in via di sviluppo.

Oggi, queste condizioni vengono rilevate utilizzando metodi come esami del sangue, screening ecografico e monitoraggio della pressione sanguigna. In molti casi, tuttavia, la loro sensibilità è fortemente limitata nelle prime fasi della gravidanza.

“Attualmente, la maggior parte delle complicanze della gravidanza non può essere identificata fino al secondo o terzo trimestre, il che significa che a volte può essere troppo tardi per un intervento efficace”, spiega Salomon.

Per affrontare questa sfida, Salomon e i suoi colleghi stanno studiando l’uso di nanoparticelle appositamente ingegnerizzate per isolare e rilevare biomarcatori nel sangue associati a complicazioni all’inizio della gravidanza.

In particolare, mirano a rilevare le molecole proteiche trasportate dalle vescicole extracellulari (EV), minuscole particelle legate alla membrana rilasciate dalla placenta, che svolgono un ruolo cruciale nella segnalazione cellulare.

Nella loro ricerca precedente, il team ha aperto la strada allo sviluppo di nanostrutture superparamagnetiche che si legano selettivamente a specifici biomarcatori EV.

Il superparamagnetismo si verifica specificamente in piccole nanoparticelle ferromagnetiche, causando la loro magnetizzazione a invertire casualmente la direzione sotto l’influenza della temperatura.

Quando le proteine sono legate alle superfici di queste nanostrutture, le loro risposte magnetiche vengono alterate in modo rilevabile, fornendo al team un sensore EV affidabile.

«Questa tecnologia è stata sviluppata utilizzando nanomateriali per rilevare biomarcatori a basse concentrazioni», spiega il coautore Mostafa Masud.

“Questo è ciò che rende la nostra tecnologia più sensibile rispetto agli attuali metodi di test e perché può rilevare potenziali complicazioni della gravidanza molto prima”.

Le versioni precedenti del sensore utilizzavano nanocubi porosi che catturavano in modo efficiente le vescicole extracellulari che trasportavano una proteina placentare chiave chiamata PLAP.

Rilevando livelli insoliti di PLAP nel sangue delle donne in gravidanza, questo approccio ha permesso ai ricercatori di rilevare le complicanze molto più facilmente rispetto alle tecniche esistenti.

Tuttavia, il metodo richiedeva generalmente tempi di rilevamento della durata di diverse ore, il che lo rendeva inadatto per lo screening in loco.

Nel loro ultimo studio, riportato su Science Advances, il team di Salomon ha iniziato con un’analisi più approfondita delle proteine EV trasportate da questi campioni di sangue.

Attraverso la modellazione computerizzata avanzata, hanno scoperto che le complicanze possono essere collegate a cambiamenti nell’abbondanza relativa di PLAP e di un’altra proteina placentare, CD9.

Sulla base di questi risultati, hanno sviluppato un nuovo nanosensore superparamagnetico in grado di rilevare entrambi i biomarcatori contemporaneamente. Il loro design presenta nanostrutture a forma di fiore realizzate in ferrite di nichel, che sono state incorporate in strisce reattive specializzate per aumentare ulteriormente la loro sensibilità.

Utilizzando questo sensore, i ricercatori hanno raccolto campioni di sangue da 201 donne incinte tra le 11 e le 13 settimane di gestazione.

“Abbiamo rilevato possibili complicazioni, come il parto pretermine, il diabete gestazionale e la preeclampsia, che è l’ipertensione durante la gravidanza”, descrive Salomon.

Per il diabete gestazionale, il sensore ha dimostrato una sensibilità del 95% nell’identificare i casi a rischio e una specificità del 100% nell’escludere i casi sani.

Sulla base di questi risultati, i ricercatori sperano che ulteriori perfezionamenti al loro sensore di nanofiori possano portare a una nuova generazione di rilevatori di proteine EV, consentendo la diagnosi precoce di un’ampia gamma di complicanze della gravidanza.

“Con questa tecnologia, le donne incinte saranno in grado di cercare un intervento medico molto prima”, afferma Salomon. “Questo ha il potenziale per rivoluzionare la valutazione del rischio e migliorare il processo decisionale clinico nell’assistenza ostetrica”.

 

Immagine: iStock/SeventyFour