La diagnosi sarà più rapida per i malati di Alzheimer e Parkinson

Un cristallo d’ argento microscopico e a forma di cubo potrebbe essere la chiave per la diagnosi precoce di malattie neurodegenerative come l’ Alzheimer e il Parkinson. È la scoperta a più mani fatta da ricercatori dell’ Istituto di fisica applicata (Ifac-Cnr) di Firenze, in collaborazione con l’ Istituto di microelettronica e microsistemi (Imm-Cnr) di Catania, il Dipartimento di chimica e scienze geologiche dell’ università di Modena e Reggio Emilia e l’ ateneo statale di Saratov, in Russia.
Il capoluogo etneo ha dato un contributo particolarmente importante. I nanocubi, cioè i microcristalli d’ argento grandi (si fa per dire) circa un miliardesimo di metro, possono essere osservati solo con microscopi speciali. E quello potentissimo di Catania – un «giocattolino» da circa 5 milioni di euro – è unico nel suo genere in tutta Italia.
Lo studio, pubblicato sulla rivista «Acs nano», si poneva l’ obiettivo ambizioso di riuscire a diagnosticare patologie serie come quelle neurodegenerative in fase precocissima, quando cioè ci sono tracce iniziali. «Quando non esiste una cura – dice Giuseppe Nicotra, ricercatore dell’ Imm-Cnr di Catania e co -autore della ricerca -, si cerca il modo di prevenire una malattia o comun que di diagnosticarla presto. Quindi si devono capire i primi segnali.
Si usano dei biomarcatori che identificano la proteina che può scatenare o essere presente nella malattia. L’ obiettivo è individuare anche le tracce di questa proteina».
La tecnica che è stata utilizzata è la spettroscopia, un metodo di indagine della materia che essenzial mente utilizza la luce. «La metodologia si basa sull’ attivazione laser di nanocristalli d’ argento a forma di cubo – spiega Paolo Matteini dell’ Ifac-Cnr, primo autore del lavoro e coordinatore del team -.
Questa attivazione consente di identificare molecole precursori della malattia presenti nei fluidi biologici, come sangue, urina, flui do cerebrospinale. L’ irraggiamento laser “accende” infatti i nanocristalli producendo un intenso campo elettrico che amplifica di circa un milione di volte il segnale delle molecole aderenti alla superficie dei nanocristalli stessi. Il segnale così rivelato fornisce informazioni uniche su composizione e struttura della biomolecola, che viene rico nosciuta anche in minime tracce».
In parole più semplici, si «spara» la luce laser sulla proteina da analizzare per vedere la sua risposta. Il problema è se ci sono solo piccolissime quantità di proteina. «Il segnale va amplificato – aggiunge Nicotra – e lo possiamo fare attraverso il nostro microscopio elettronico a scansione, unico in Italia. In tutto il mondo ne esistono appena un centinaio. In questo studio si è visto che, illuminando i cubi col laser, in alcuni punti sono più luminosi. Sono gli spigoli. Rispondono di più ed è proprio lì che bisogna guardare perché è lì che si vedono le tracce. È stato possibile analizzare la struttura cristallina dei vertici del nanocubo, rivelandone una disposizione “a gradini”, che intercetta efficacemente le biomolecole in soluzione».
Gli esperimenti condotti finora sono molto incoraggianti: i traguardi per la cura dell’ Alzheimer sono ancora molto distanti e, sia per questa patologia che per il Parkinson, la possibilità di una diagnosi precoce sarebbe già un ottimo risultato. «La metodica consente di sviluppare test diagnostici per il riconoscimento precoce di biomarcatori di patologie neurodegenerative -, conclude Roberto Pini, direttore dell’ Ifac-Cnr. La strada è però ancora lunga: sarà infatti necessaria un’ accurata fase di test preliminari per classificare la complessità dell’ impronta ottica dei vari bio marcatori prima che questa tecnica risulti affidabile per l’ uso clinico».
«Fino a questo momento – dichiara Nicotra – sono stati fatti dei test su proteine modello, quindi non reali.
Il prossimo passo sarà dunque quello di utilizzare proteine “vere” prelevate da campioni biologici di pazienti. Quello che sappiamo sinora è che il test funziona su ogni tipo di proteina».