Un nuovo sensore per la chemioterapia

La chemioterapia è un trattamento oncologico basato su sostanze chimiche destinate ad alleviare i sintomi e ridurre la massa tumorale. Il 5-fluorouracil (5-FU) è un farmaco chemioterapico utilizzato efficacemente da oltre 40 anni, che si basa sull’inibizione della sintesi o della trascrizione del DNA. È generalmente ben tollerato e risulta efficace sulle cellule con divisione cellulare molto rapida, come quelle cancerose.

Alcuni pazienti, tuttavia, sviluppano una variazione genetica che porta a una deficienza dell’enzima diidropirimidina deidrogenasi (DPD), che catalizza il metabolismo e la disattivazione del 5-FU. Questa situazione porta a serie reazioni tossiche, a volte anche mortali. Lo screening della deficienza di DPD è quindi estremamente importante prima di iniziare una terapia basata su 5-FU.

L’obiettivo del progetto CARESS, finanziato dall’UE, è lo sviluppo di un metodo semplice ed economico per testare l’attività DPD, in base all’idea che la misurazione dei livelli di DPD può essere utile per calibrare la terapia somministrata ai pazienti, sfruttando al massimo l’efficacia terapeutica.

Il sistema CARESS permetterà di rilevare l’attività DPD in un piccolo campione di sangue umano, attraverso l’interazione con una sonda simile al 5-FU. Il dispositivo elettronico automatico conterrà un sensore ottico per la rilevazione degli ioni di ioduro rilasciati dalla reazione chimica che viene indotta, correlandoli ai livelli di DPD.

Dopo l’identificazione dei requisiti chimici, biologici, tecnici e tecnologici degli utenti, il consorzio ha iniziato lo sviluppo di un prototipo. Tra le attività svolte dal progetto vi è la lavorazione del campione al fine di isolare le cellule mononucleari del sangue periferico. L’ottimizzazione delle condizioni della reazione e della stechiometria, oltre alla standardizzazione della rilevazione cromogenica degli ioni di ioduro, è attualmente in corso.

Utilizzando una sonda molecolare simile all’5-FU per rilevare l’attività DPD, il team CARESS si augura di rivoluzionare i trattamenti chemioterapici, grazie a una risposta rapida, con un notevole miglioramento rispetto ai metodi esistenti che si basano sulla spettrometria di massa. Il dispositivo CARESS, soprattutto, potrebbe essere utilizzato abitualmente per monitorare i pazienti sottoposti a terapia basata su 5-FU in ambiente clinico.