L'ingegnere biomedico della WVU riceverà 1,2 milioni di dollari per migliorare la diagnosi precoce delle infezioni trasmesse dalle zecche

L'ingegnere biomedico della WVU riceverà 1,2 milioni di dollari per migliorare la diagnosi precoce delle infezioni trasmesse dalle zecche

Un team guidato da un ingegnere biomedico della West Virginia University sta lavorando per ripensare e ripensare il modo in cui i professionisti medici diagnosticano le infezioni trasmesse dalle zecche come la malattia di Lyme.

Soumya Srivastava, professore assistente presso il Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources, sta sviluppando uno strumento in grado di rilevare più rapidamente le malattie trasmesse dalle zecche utilizzando un campione di sangue su un singolo chip. Il modello di Srivastava mira a rilevare la malattia entro una o due settimane dall’insorgenza di un’infezione, mentre gli approcci esistenti si basano su un questionario basato sui sintomi – che può chiedere se una persona ha la febbre o un’eruzione cutanea – e test che sono affidabili solo almeno diverse settimane dopo l’infezione.

Il progetto di Srivastava ha recentemente ricevuto 1,2 milioni di dollari come iniziativa congiunta della National Science Foundation e del National Institutes of Health.

Gli agenti patogeni trasmessi dalle zecche possono essere trasmessi all’uomo attraverso la puntura delle zecche infette. Queste zecche possono trasmettere batteri, virus o parassiti. Gli sforzi di Srivastava potrebbero produrre uno strumento estremamente necessario nella lotta contro le malattie trasmesse dalle zecche, che sono aumentate negli ultimi anni. Secondo i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie, negli Stati Uniti si contano attualmente circa 30.000 casi di malattia di Lyme ogni anno, rispetto ai 22.000 del 2010.

Le malattie trasmesse dalle zecche possono causare grave morbilità e mortalità e sono aumentate in modo significativo negli Stati Uniti negli ultimi 15-20 anni. Questo progetto creerà uno strumento diagnostico rapido, sensibile e senza etichette per migliorare la diagnosi precoce e le loro coinfezioni per ridurre complicazioni e decessi dovuti a malattie non diagnosticate e diagnosticate tardivamente”.

Soumya Srivastava, professore assistente, Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources

La ricerca di Srivastava comporterà l'uso interdisciplinare di microfluidica, sensori e apprendimento automatico. Questi fattori consentiranno una migliore diagnosi delle infezioni trasmesse dalle zecche attraverso uno strumento non invasivo, economico, rapido e di facile utilizzo.

Dopo aver prelevato un campione di sangue da un paziente, il dispositivo analizza le cellule. Tutte le cellule hanno una serie di proprietà dielettriche, come la permettività e la conduttività, che sono uniche per la membrana cellulare e il citoplasma cellulare, ha spiegato Srivastava. Queste proprietà dipendono fortemente dalle condizioni della cellula, ad esempio se è normale o anormale.

Le proprietà uniche dipendono dalla forma e dalle dimensioni della cellula; se la membrana è ruvida, liscia o perde; e cosa succede all'interno della cellula.

"Fondamentalmente, stiamo misurando queste proprietà sul nostro chip microfluidico", ha detto, "e il segnale elettrico proveniente dal sensore ci aiuterà a determinare se c'è un'infezione o meno. Questa tecnica è nota come dielettroforesi".

Non appena alcune gocce di sangue entrano nell'apparecchio, vengono selezionate da un campo elettrico in base allo stato, alla dimensione e alla forma delle cellule. Le celle ordinate avranno un valore di capacità di base che verrà visualizzato dal sensore e questo ci consentirà di dedurre il tipo di infezione, ha affermato Srivastava.

"L'apprendimento automatico verrà utilizzato per rendere questo strumento robusto e sensibile, rilevando più infezioni in pochi minuti."

Ciò che rende il progetto ancora più unico è la sua capacità di rilevare più infezioni trasmesse dalle zecche contemporaneamente e in modo tempestivo.

“Inoltre, la nostra piattaforma rileverà in modo non invasivo l’anaplasmosi, la babesiosi e la malattia di Lyme in una fase iniziale, rispetto alle altre tecniche disponibili che testano da quattro a sei settimane dopo lo sviluppo dell’infezione”, ha affermato Srivastava. "La maggior parte dei test attualmente disponibili sono basati sui sintomi e i sintomi compaiono da quattro a sei settimane dopo una puntura di zecca. La nostra piattaforma è in grado di rilevare precocemente queste malattie utilizzando uno strumento diagnostico portatile entro una o due settimane e in meno di 30 minuti. In caso di esito positivo, questo." Lo strumento può essere utile per una varietà di applicazioni sanitarie oltre alle malattie trasmesse dalle zecche.

“Un rilevamento rapido potrebbe ridurre il rischio di ricoveri e visite mediche e impedire che la malattia si sviluppi in una condizione cronica e permanente”.

Fonte:

Università della Virginia Occidentale

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