Tecnologie innovative per bio-marcatori di tumori e virus

Titolo del progetto di ricerca

ANFIBIO - AmplificatioN Free Identification of cancer and viral biomarkers via plasmonic nanoparticles and liquid BIOpsy

Area scientifica 

Bioingegneria, Scienza dei materiali, Nanotecnologie

Coordinatore

Laura Fabris

Abstract 

Il progetto ANFIBIO svilupperà un “pacchetto” di tecnologie e sensoristica d’avanguardia per reperire e quantificare bio-marcatori tumorali e virali nei liquidi corporei, rendendo più semplice, economica e rapida la diagnosi di alcune malattie.

Descrizione del progetto di ricerca 

La biopsia liquida, ovvero il rilevamento di marcatori di malattia nei liquidi corporei come ad esempio il sangue, è un metodo non invasivo, alternativo al prelievo di tessuti, che può portare un grande contributo allo sviluppo di cure personalizzate nel caso di tumori e di infezioni virali. Il problema è che si tratta di un metodo poco sensibile e molto costoso, quindi la sua implementazione a livello clinico non è stata fino ad oggi interessante.

Il progetto ANFIBIO si propone di rendere più precisa e meno costosa questa metodologia, grazie all’uso di nanoparticelle d’oro che amplificano il segnale Raman. La tecnica è basata sul miglioramento della spettroscopia Raman, un metodo di analisi dei materiali basato sul fenomeno di diffusione anelastica di una radiazione elettromagnetica monocromatica da parte del campione analizzato, che fornisce informazioni sulla composizione chimica e la struttura molecolare del campione di materiale. Oltre allo sviluppo di nanoparticelle d’oro plasmoniche (che risuonano all'illuminazione con luce visibile, grazie alle oscillazioni collettive del plasma di elettroni - plasmoni) e a forma di stella, ANFIBIO userà tecniche di intelligenza artificiale per rendere più veloce e precisa l’analisi di spettro. In pratica, l’idea alla base del progetto è di sviluppare nuove tecniche di analisi DNA e RNA attraverso l’interpretazione di spettri Raman per sequenze di nucleobasi molto corte e la successiva codifica tramite esse di “lettere genetiche” che verranno poi utilizzate per leggere “parole genetiche”, cioe’ spettri di sequenze molto piu’ lunghe, e quindi per interpretare e decifrare segnali spettroscopici di campioni reali.

Impatto sulla società 

ANFIBIO utilizzerà come casi di studio il DNA del cancro alla prostata e l’RNA del virus dell’influenza A nel sangue, nell’urina e nella saliva.  Il risultato del progetto sarà un “pacchetto” di tecnologie e sensoristica d’avanguardia per reperire e quantificare biomarcatori tumorali e virali nei liquidi corporei.

Il progetto ANFIBIO svilupperà inoltre approcci tecnologici con un impatto più ampio sul settore biomedico. Infatti i risultati raggiunti e i metodi implementati nel progetto potranno essere applicati a altri tumori e altri virus che utilizzano l'RNA come materiale genetico, come ad esempio SARS-CoV-2, il virus del COVID-19.

Breve CV del Coordinatore

Laurea e dottorato in chimica presso l’Università di Padova, Laura Fabris ha raggiunto Politecnico di Torino, Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT) come Professore ordinario nel 2021, dopo essere stata professore associato presso la Rutgers University – School of Engineering negli Stati Uniti. Esperienze di “visiting professor” presso Ludwig Maximilians University (Germania), Institut Pasteur (Francia), Air Force Research Lab (Stati Uniti), National University of Singapore. I suoi interessi di ricerca riguardano principalmente metodi di sintesi, caratterizzazione e applicazione delle nanoparticelle plasmoniche, in particolare d’oro, argento e alluminio e la spettroscopia Raman amplificata da superfici, comunemente chiamata SERS (dall'inglese Surface Enhanced Raman Scattering).

ANFIBIO project has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme  grant agreement No 865819

  • Budget: 2.725.510 euro
  • Data inizio: 1/06/2021
  • Data fine: 31/05/2026