Abstract

Nella pratica clinica diagnostica, è sempre più avvertita l'esigenza di test di diagnostica molecolare multiparametrici, in grado di consentire con un unico campione biologico di partenza l'identificazione e l'esclusione di un dato agente patogeno od opportunista, nel contesto di una serie di possibili candidati, di natura diversa e, potenzialmente, con diverso target chimico. Allo stesso modo la crescente mole di dati genetici e genomici sulla variabilità di un singolo raggruppamento sistematico consente e orienta sempre più verso test multiparametrici anche per la diagnostica di singoli agenti patogeni e l'identificazione a livello genetico di fattori di virulenza, farmaco- o antibiotico-resistenza. Il maturare di risultati standardizzabili in questo nuovo ambito si accompagna altresì alla necessità di disporre di nuovi strumenti diagnostici, in primo luogo molecolari, per tracciare questi algoritmi complessi e definirne i principali marcatori/indicatori, tipicamente multiparametrici. Alla luc di ciò, il progetto prevede lo sviluppo di una serie di test, pannelli e profili diagnostici per patologie infettive e per quadri fisiologici condizionati da popolazioni batteriche o di altri microrganismi, basati sulla identificazione di acidi nucleici e/o marcatori circolanti o tissutali di altra natura (proteine o altre macromolecole) specifici degli agenti selezionati. I profili diagnostici saranno mirati a consentire l'identificazione rapida e specifica in definiti ambiti clinici (es, patologie respiratorie, sepsi, tumori al colon) di uno o più agenti candidati tra un pannello di possibili agenti eziologici potenzialmente responsabili di un dato quadro patologico, in un'ottica di screening, conferma o esclusione di agenti patogeni. La configurazione dei test sarà perciò di tipo multiplex ed adotterà una soluzione tecnica basata su dispositivi multiparametrici. I contenuti analitici dei pannelli multiparametrici saranno ricavati da sorgente originale dopo accurata indagine delle informazioni biologiche pubblicate allo scopo di disporre di dati precisi e potenzialmente originali per ottenere risultati diagnostici accurati, informativi e rappresentativi delle popolazioni naturali e, quindi, di disporre di metodi competitivi e a diverso grado di risoluzione analitica per diversi ambiti applicativi (screening, caratterizzazione, terapia mirata, prognosi). La ricerca a livello di caratterizzazione genomica dei target di interesse inseriti nei menu dei singoli pannelli diagnostici sarà quindi affiancata dall'elaborazione bioinformatica delle informazioni ottenute per ricavarne tool diagnostici. I pannelli diagnostici predisposti verranno dapprima validati utilizzando piattaforme esistenti e consolidate (pannelli di metodi basati su real time PCR multiplex con profili termici omogenei piattaforma beads array Luminex) allo scopo di una prima validazione della specificità e della accuratezza dei reagenti sviluppati, e al fine di disporre di risultati intermedi (metodi diagnostici su piattaforme consolidate) già dotati di potenzialità applicative. In parallelo ai moduli di ricerca relativi ai contenuti diagnostici, verrà sviluppato un dispositivo o una serie di dispositivi basati sul concetto del LOC, atti ad ospitare test multiparametrici, con un grado di complessità scalabile da 10 a 100 distinte determinazioni su uno stesso campione biologico. Il dispositivo sarà concepito come un lab-on-a-chip basato sui seguenti principi tecnici e di design: - soluzioni microfluidiche per quanto riguarda la mobilitazione e la gestione di reagenti - meccanismi di movimentazione, meccanica, elettronica e dinamica termica che verranno selezionati tra diverse opzioni - integrazione tra processamento/estrazione del campione biologico, retro-trascrizione e amplificazione (PCR isotermica) degli acidi nucleici - detection mediante sistemi innovativi - microprocessore per elaborazione dei dati e formulazione dei risultati