Le allergie alimentari possono provocare molteplici reazioni cliniche tra le quali la più grave è l'anafilassi che, associata a problemi respiratori e/o cardiovascolari, può condurre fino alla morte. Le allergie agli alimenti sono diffuse nell'1-2% degli adulti e fino all'8% nei bambini, costituiscono un grave problema per la sanità pubblica in Europa dove gia colpiscono 15 milioni di persone con una incidenza registrata in continuo aumento.
Il "prick test" cutaneo è il più comune test utilizzato per la diagnosi di allergie. Tuttavia, questo test ha delle limitazioni nel caso di pazienti con gravi reazioni allergiche e di bambini, a cui i test sono difficili da somministrare. Altre analisi spesso utilizzate sono basate sul siero, utilizzano tecniche FEIA, RAST o ELISA e rilevano le IgE (immunoglobuline E) allergene specifiche. La base patogenica delle allergie è infatti proprio il riconoscimento di antigeni innocui da parte di specifici anticorpi dell'isotipo IgE, seguito dal rilascio di mediatori infiammatori. Evidentemente, è di grande utilità lo sviluppo di una piattaforma diagnostica che possa identificare velocemente e con sicurezza la sensibilizzazione di un paziente a diversi allergeni, così da essere in grado di prescrivere dieta e stile di vita adatti. Idealmente dovrebbe essere una tecnologia "label free", rapida e semplice in modo da poter essere utilizzata anche da staff non tecnico come "point of care" (PoC).
I "microarray" stanno diventando strumenti importanti per la determinazione di IgE allergene specifiche, dato il consumo di un basso volume di siero, per le loro potenzialità su larga scala e per la loro flessibilità. Il principio alla base di questa tecnica è un saggio immunologico che consiste nella deposizione ed immobilizzazione su supporti opportunamente funzionalizzati di "array" cioè schiere di allergeni ricombinanti, utilizzati come agenti di cattura. In questo test una moltitudine di allergeni possono essere sondati simultaneamente per il legame con le IgE, permettendo l'identificazione contemporanena di tutte le molecole a cui i pazienti sono sensibilizzati e che sono allo stesso tempo le molecole target per una specifica possibile immunoterapia.
Il nostro obiettivo è di sviluppare nuovi microsistemi analitici altamente sensibili che funzionino su larga scala, basati sulla tecnologia dei microarray, per la diagnosi di allergie (Figura 1). Il punto chiave della nostra ricerca è l'utilizzo di rivestimenti polimerici innovativi per immobilizzare allergeni nella loro conformazione attiva e ad alta densità su substrati in grado di amplificare il segnale rilevato, come un silicio con proprietà di riflessione della fluorescenza, o con un alto rapporto superficie/volume come il silicio nano-poroso. Lavoriamo anche sull'accoppiamento di questi saggi alla microfluidica per migliorare la specificità e la sensibilità del test e per accorciare i tempi di analisi.
Questi studi sono stati finanziati dalla Unione Europea (FP6 NANOSPAD e FP7 POSITIVE)
Publications
* M. Cretich , G. Di Carlo, C. Giudici, S. Pokoj, I. Lauer, S. Scheurer and M. Chiari
Detection of allergen specific immunoglobulins by microarrays coupled to microfluidics Proteomics 9 (8) 2098-2107 (2009)
* M. Cretich, D. Breda, F. Damin, M. Borghi, L. Sola, S.M. Unlu, S.E. Burastero and M. Chiari, Allergen microarrays on high sensitivity silicon slides Anal Bioanal Chem (2010) 398: 1723-1733
Figura 1: Tipico risultato ottenibile su un microarray di allergeni. Ogni allergene è immobilizzato in "spot" sui quali viene rivelato un segnale di fluorescenza se il paziente è allergico a quella molecola.
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