Un nuovo rivoluzionario dispositivo tecnologico made in Italy permetterà di testare la tossicità di sostanze chimiche e farmaci. Scopriamo insieme questa nuova invenzione.

Il dispositivo sarà in grado di rivelare la tossicità di pesticidi e farmaci prima dell’immissione sul mercato. A realizzarlo è l’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova (IIT), grazie al finanziamento dell’Unione Europea (di ben 3 milioni di euro) all’interno del progetto TOX-Free.

VICE (VIrtual Mirror CEll) – questo il nome dello “specchio” – sarà un valido aiuto nelle fasi di sperimentazione di sostanze chimiche e farmaci, al fine di comprenderne l’effettiva pericolosità per noi umani. Così facendo, si renderanno anche inutili – quindi non necessarie – le tanto contestate sperimentazioni animali.

Per quanto riguarda il funzionamento, la risposta cellulare all’interazione con le sostanze chimiche testate verrà registrata da un biosensore che le riprodurrà in maniera visibile, proprio come se fosse uno specchio.

Va detto che questa tipologia di test non interagirà in nessun modo con le cellule, perciò non le contaminerà. VICE vedrà la luce grazie alla collaborazione di sviluppatori di nanotecnologie e di tossicologi.

Il progetto TOX-Free durerà 3 anni e il suo consorzio coinvolge partner accademici e industriali. Coordinatore del progetto è il ricercatore Michele Dipalo, del Laboratorio di Plasmon Nanotechnologies dell’Iit di Genova, guidato da Francesco De Angelis. Dipalo e De Angelis sono tra i fondatori della start-up di Iit Foresee Biosystems, volta alla realizzazione di strumenti innovativi per valutare con maggior accuratezza la sicurezza dei farmaci prima della loro commercializzazione.

La tossicità dei farmaci a livello cardiaco o neurologico è causa di ritiro dal mercato di circa il 60% dei nuovi farmaci nelle fasi di sviluppo o post-marketing. Tale valutazione, infatti, avviene nelle fasi iniziali del processo di realizzazione di un farmaco, determinando se una data sostanza può uccidere o degradare il funzionamento delle cellule. In caso contrario, il processo prosegue. Tuttavia, le tecniche in vitro attuali per le valutazioni tossicologiche presentano alcuni limiti. I test mancano di accuratezza o sono estremamente precisi ma il loro risultato può solo valutare la reazione immediata delle cellule, lasciando dubbi sugli effetti collaterali a lungo termine delle sostanze.

L’approccio TOX-Free si basa su una tecnica di test in vitro, non invasiva per il campione biologico, progettata in modo che la valutazione della cardiotossicità e della neurotossicità di farmaci e altre sostanze tossiche venga realizzata con accuratezza e sul lungo periodo. È possibile quindi osservare le cellule che interagiscono con la sostanza per settimane, registrando puntualmente la loro risposta. La risposta delle cellule viene registrata attraverso il biosensore  VICE (il famoso “specchio virtuale”), basato su un nuovo metodo di rilevazione ottica del potenziale d’azione delle cellule. Si tratta di una camera microfluidica dove l’attività elettrica delle cellule durante l’interazione con la sostanza, è tradotta in punti luminosi attraverso l’uso di fluorofori.

Questa camera microfluidica, si legge ancora nella nota, a assolverà la funzione di uno “specchio” che riprodurrà e registrerà le reazioni delle cellule. Inoltre, non interagirà con le cellule impedendo la contaminazione delle cellule analizzate: questo è un aspetto vitale per assicurare la possibilità di una valutazione a lungo termine degli effetti collaterali. La misurazione dei movimenti dei fluorofori nella camera microfluidica separata sarà fatta utilizzando un microscopio a fluorescenza che riconoscerà le variazioni dei segnali elettrici cardiaci o neuronali. Le variazioni saranno rilevate sia a livello di singola cellula che a livello di rete per valutare la comunicazione tra i neuroni.

Il biosensore VICE sarà realizzato unendo l’esperienza di tossicologi e sviluppatori di nanotecnologie, coinvolti nel progetto. Esso potrà trovare applicazioni dirette in tossicologia, farmacologia e biologia di base. Più specificamente, la tecnologia sarà indirizzata ai laboratori di farmacologia e a quelle aziende che intendono sviluppare nuovi farmaci o pesticidi o testare i loro prodotti esistenti.