Schema di un sensore resistivo basato su nanotubi di carbonio allineati ad alta densità che individua i pazienti con Alzheimer misurando la concentrazione nel sangue di quattro biomarcatori.
Un gruppo di ricerca del KAIST (Istituto Avanzato di Scienza e Tecnologia della Corea del Sud) ha riferito lo sviluppo di un biosensore elettrico multiplex clinicamente accurato per rilevare il morbo di Alzheimer (MA), attraverso la misurazione dei suoi biomarcatori di base con nanotubi di carbonio densamente allineati.
Il MA è la malattia neurodegenerativa più diffusa, che colpisce una persona su dieci dopo i 65 anni. La diagnosi precoce può ridurre di un terzo il rischio di soffrire della malattia, in base a ricerche recenti. Tuttavia, la sua diagnosi precoce rimane difficile a causa della scarsa precisione e dell'alto costo della diagnosi.
Il gruppo di ricerca guidato dai professori Chan Beum Park e Steve Park ha descritto il rilevamento ultrasensibile di diversi biomarcatori centrali del MA nel plasma umano. La squadra ha progettato la matrice di sensori impiegando come trasduttore un film sottile di nanotubi di carbonio densamente allineati a parete singola.
I marcatori rappresentativi del MA sono l'amiloide-beta42, l'amiloide-beta40, la proteina tau totale, la proteina tau fosforilata, e le concentrazioni di questi marcatori nel plasma umano sono correlate direttamente con la patologia del MA.
Il gruppo di ricerca ha sviluppato un biosensore resistivo altamente sensibile basato su nanotubi di carbonio allineati, fabbricati densamente mediante il metodo Langmuir-Blodgett, con un costo basso di produzione.
I nanotubi di carbonio allineati con alta densità minimizzano la resistenza della giunzione tubo-a-tubo, rispetto ai nanotubi di carbonio distribuiti in modo casuale, portando a un miglioramento della sensibilità del sensore. Per essere più specifici, questo sensore resistivo con nanotubi di carbonio densamente allineati presenta una sensibilità 100 volte superiore a quella dei biosensori convenzionali basati su nanotubi di carbonio.
Misurando contemporaneamente le concentrazioni dei quattro biomarcatori del MA, i malati sono stati discriminati dai controlli sani con una sensibilità media del 90%, una selettività del 90% e una precisione media dell'88,6%.
Il lavoro è stato pubblicato in Nature Communications l'8 gennaio 2020 e il professor Steve Park, ha detto:
“Questo studio è stato condotto su pazienti con MA già confermato. Per un ulteriore uso in ambiente pratico, è necessario verificare i pazienti con lieve decadimento cognitivo.
"È essenziale creare un'infrastruttura a livello nazionale, come uno studio di coorte del lieve decadimento cognitivo e uno studio di coorte della demenza. Ciò consentirebbe di creare un network di ricerca a livello mondiale, e aiuterebbe varie istituzioni pubbliche e private“.
Fonte: Korea Advanced Institute of Science and Technology (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Kayoung Kim, Min-Ji Kim, Da Won Kim, Su Yeong Kim, Steve Park, Chan Beum Park. Clinically accurate diagnosis of Alzheimer’s disease via multiplexed sensing of core biomarkers in human plasma. Nature Communic., 8 Jan '20, DOI
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