(Fibrosi cistica- Immagine: illustrazione del nuovo strumento di spettroscopia. Credito: Università di Southampton).
I ricercatori della Southampton University hanno realizzato un metodo rapido e accurato per diagnosticare le infezioni batteriche nella fibrosi cistica. La tecnica ha il potenziale per rilevare le infezioni nei pazienti con fibrosi cistica in pochi minuti anziché in giorni.
In futuro, la semplice analisi potrebbe essere eseguita nei reparti ospedalieri per fornire un trattamento più rapido ed efficace ai pazienti. L’approccio potrebbe anche essere ampliato per colpire una varietà di malattie e contrastare la resistenza antimicrobica.
La fibrosi cistica è una condizione ereditaria che provoca l‘accumulo di muco appiccicoso nei polmoni e nel sistema digestivo. Ciò provoca infezioni polmonari e problemi con la digestione del cibo.
Colpisce circa 1 ogni 10.000 nascite nel Regno Unito.
Sono disponibili trattamenti per aiutare a ridurre i problemi causati dalla condizione. Tuttavia, le infezioni ricorrenti riducono drasticamente la qualità e la durata della vita.
I metodi attuali per diagnosticare le infezioni immediate (acute) e a lungo termine (croniche) sono complessi e richiedono molto tempo in laboratorio. Per le infezioni da biofilm, possono essere necessari giorni dalla raccolta e dall’elaborazione del campione di un paziente al raggiungimento di un risultato. Ciò ritarda i trattamenti efficaci e ha un impatto sui risultati dei pazienti.
Un team multidisciplinare dell’Università di Southampton e dell’University Hospital di Southampton ha deciso di sviluppare uno strumento diagnostico rapido, accurato e di semplice utilizzo per i medici.
I ricercatori anno sviluppato una nuova tecnica di analisi chimica chiamata spettroscopia Raman a eccitazione multipla. Questo metodo non invasivo emette una dispersione di più colori di luce nel campione di un paziente.
Il Professor Sumeet Mahajan, capo della biologia chimica e Direttore associato dell’Institute for Life Sciences dell’Università di Southampton, ha spiegato:
“Quando la luce viene applicata alle molecole di un campione, queste possono vibrare, il che ci aiuta a comprenderne le caratteristiche. Utilizzando diversi colori di luce, è possibile attivare un diverso insieme di tali vibrazioni, il che significa che possiamo ottenere più informazioni sulla loro composizione rispetto a quanto possibile in precedenza. Ciò consente quindi “l’impronta digitale” che può essere utilizzata per identificare le proprietà dei patogeni che causano la fibrosi cistica. In molte tecniche attuali, è necessario aggiungere un reagente a un campione o un tag che deve essere attaccato alle molecole di interesse per analizzare la loro composizione. Ciò non è richiesto in questo nuovo approccio che utilizza le proprietà naturali delle molecole per analizzarle”.
Il Professor Mahajan ha proseguito: “Il nostro nuovo metodo basato sulla spettroscopia Raman offre molti vantaggi rispetto ai metodi basati su colture, consentendo analisi rapide e senza etichetta. È privo di reagenti ed evita complesse fasi di preparazione del campione con apparecchiature sofisticate. Qui abbiamo sviluppato un metodo che è altamente accurato, ma rapido e non richiede né materiali su scala nanometrica per migliorare i segnali né fluorofori per il rilevamento“.
Le infezioni a lungo termine nei polmoni delle persone con fibrosi cistica sono estremamente difficili da trattare. Ci sono prove che i batteri Pseudomonas aeruginosa esistano come biofilm nel corpo, proteggendo i batteri dall’azione antibiotica e guidando la resistenza antimicrobica. Ciò aumenta l’urgenza di un trattamento rapido ed efficace.
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La ricerca di Southampton, pubblicata su Analytical Chemistry, ha mostrato un’accuratezza del 99,75% nell’identificazione di Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus in tutti i ceppi studiati. Ciò includeva un’accuratezza del 100% per Staphylococcus aureus sensibile e resistente ai farmaci.
Il progetto ha riunito le competenze del National Institute for Health and Care Research (NIHR) Southampton Biomedical Research Center (BRC) e Southampton Clinical Research Facility (CRF), del National Biofilms Innovation Center (NBIC), insieme alla School of the University of Southampton Chimica e Istituto per le Scienze della Vita (IfLS). È stato guidato dal Professor Mahajan, dal Professor Jeremy Webb e dal Professor Saul Faust.
Il Professor Faust, Direttore del NIHR Southampton CRF, ha dichiarato: “Il nostro studio è un passo importante verso uno strumento diagnostico rapido e senza reagenti che richiede solo una preparazione del campione semplice o di routine. Una tale piattaforma potrebbe anche rivelarsi utile in una varietà di altre aree patologiche e aiutare ad affrontare la crescente sfida della resistenza antimicrobica“.
Fonte:Analytical Chemistry
