Una squadra di I ricercatori del College of Engineering and Computer Science della Florida Atlantic University e collaboratori ha sviluppato un dispositivo economico capace di rilevare l’epatite C. Lo studio ha comportato l’ideazione di una piattaforma microfluidica che incorpora diversi passaggi che di solito vengono eseguiti da personale qualificato in sofisticati ambienti di laboratorio su un’unica piattaforma. L’intero processo di rilevamento dei virus viene eseguito all’interno di un chip microfluidico dal design unico, poco costoso, usa e getta e autoguidato.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Biosensors.
Epatite C: ecco come funziona il nuovo dispositivo
L’epatite C colpisce più di 354 milioni di persone nel mondo. Circa il 75-85% delle persone che ne soffrono contraggono un’infezione a lungo termine denominata epatite C cronica. Se non trattata, potrebbe portare a cirrosi, cancro al fegato o insufficienza epatica. Ogni anno, circa 1 milione di persone muoiono a causa di questa malattia.
Nonostante la disponibilità di terapie efficaci, solo il 20% della popolazione viene diagnosticato e solo il 7% ha ricevuto cure nei paesi sviluppati. Nei paesi in via di sviluppo oa basso reddito, dove risiede dal 78 all’80% dei casi nel mondo, meno dell’1% riceve una diagnosi e un trattamento.
Il modo più accurato per diagnosticare l’epatite C è con il test molecolare, che dovrebbe iniziare con un test anticorpale, seguito da un test dell’acido nucleico per il rilevamento dell’RNA per confermare il risultato iniziale. Tuttavia, gli attuali metodi di test richiedono tempo, sono costosi e difficili da implementare in aree remote e sottosviluppate.
Il nuovo dispositivo invece è facile da usare, portatile e fornisce una conferma visiva utilizzando solo una piccola quantità di campione e pochi reagenti. La configurazione diagnostica molecolare sample-in-answer-out completamente automatizzata rileva rapidamente il virus dell’epatite C in circa 45 minuti. La tecnologia utilizza apparecchiature relativamente poco costose e riutilizzabili che costano circa 50 dollari per l’elaborazione dei campioni e il rilevamento delle malattie. Il chip microfluidico usa e getta offre anche tempi più brevi per una diagnosi affidabile e costa circa 2 dollari.
I risultati dello studio, hanno rivelato che campioni di plasma umano addizionati con particelle di virus dell’epatite C che sono stati testati con il dispositivo hanno garantito un’elevata sensibilità di 500 copie virali/mL e specificità, senza la necessità di tecnici qualificati, attrezzature costose o strutture. La configurazione basata su RNA utilizza una lettura colorimetrica dei risultati, che è un metodo accurato che può essere implementato in aree a basso reddito, rendendolo accessibile alle persone.
“Il chip microfluidico a mani libere che abbiamo utilizzato per i test è facile da assemblare e fornisce un approccio pratico per test su larga scala al di fuori del laboratorio”, ha affermato Waseem Asghar, autore senior e professore associato presso il Dipartimento di FAU di Ingegneria Elettrica e Informatica: “La procedura operativa del chip è semplice; una volta che i campioni vengono introdotti nella camera di ingresso, il sistema automatizzato funzionerà automaticamente”.
La configurazione consiste in un chip microfluidico monouso automatizzato, un piccolo riscaldatore di superficie e una piattaforma di attuazione magnetica riutilizzabile. il chip microfluidico compatto consente l’isolamento, la purificazione, l’amplificazione e il rilevamento colorimetrico dell’acido nucleico del prodotto amplificato. Il sistema utilizza un colorante per rilevare il prodotto di amplificazione ad occhio nudo. Il colorante cambia colore da arancione a verde in presenza di DNA a doppio filamento, risultando in una facile analisi senza la necessità di imaging fluorescente.
Il microchip è progettato con forme distinte di camere in modo che le soluzioni possano essere trattenute durante l’intero processo di esecuzione. Le camere a forma di diamante contengono diversi tamponi che svolgono compiti diversi per una purificazione ottimale dell’RNA. Le camere di ingresso e di reazione sono camere a doppio scopo, rendendo le fasi di elaborazione del plasma meno complesse.
“Con questa configurazione diagnostica molecolare, l’utente può eseguire più test poiché l’attenzione è richiesta solo all’inizio e alla fine dell’analisi colorimetrica, il che lo rende ideale per l’applicazione presso il punto di cura e nei paesi sottosviluppati”, ha affermato Asghar .
L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) mira a ridurre il tasso di infezione da epatite C del 90% e il tasso di mortalità del 65% entro il 2030, rispetto a una linea di base del 2015.
“Per raggiungere l’obiettivo dell’Organizzazione Mondiale della Sanità di eliminare l’epatite C come problema di salute pubblica, il mondo ha bisogno di uno screening avanzato e su vasta scala”, ha affermato Stella Batalama, Ph.D., preside del FAU College of Engineering and Computer Science: “Il professor Asghar e i suoi colleghi hanno sviluppato una soluzione innovativa per un test diagnostico dell’RNA virale point-of-care economico, rapido e accurato per aiutare a gestire correttamente questa malattia e ridurre l’onere economico dei test su larga scala in -paesi a reddito medio”.
