Saranno progettate e sviluppate sonde in grado di effettuare:
- Biosensing label-free
Il probe sarà un biosensore in fibra ottica basato su tecnologia Lab-On-Fiber. Le fibre ottiche utilizzate per il biosensore saranno dunque integrate con materiali funzionali definiti su scala nanometrica. Il sistema biologico di riconoscimento, integrato sulla punta del probe in fibra, sarà costituito da molecole di natura proteica. Questi sistemi sono capaci di interagire con il bio-marcatore che si vuole quantizzare e saranno i responsabili della specificità del sensore.
- Riconoscimento di tessuti tumorali ad alta risoluzione
I probes di tipo Lab-On-Fiber saranno opportunamente progettati anche per il riconoscimento di tessuti tumorali ad alta risoluzionebasato su tecnologia SERS. In questo caso lo sviluppo dei probes si baserà sui principi di spettroscopia di superficie sfruttando la presenza di micro e nano strutture metalliche presenti sulla fibra ottica. In particolare, si sfrutterà l’effetto SERS ossia l’intensificazione e amplificazione del segnale Raman delle molecole caratterizzanti il tessuto biologico da ispezionare.
- Drug delivery
Integrando i probes Lab-On-Fiber con vettori polimerici contenenti il farmaco da rilasciare, saranno sviluppate sonde ingegnerizzate per il rilascio controllato di farmaci antitumorali in specifici organi o tessuti biologici. L’attivazione e quindi la somministrazione del farmaco avviene via laser, sfruttando la propagazione della luce all’interno della fibra.
In ambito diagnostico le piattaforme consentiranno di effettuare in vivo:
- Dosaggio di bio-marcatori tumorali basato su approccio di tipo label-free per la diagnosi precoce in campioni di tessuto non solidi (liquid biopsy);
- Riconoscimento di tessuti tumorali ad alta definizionebasato su tecnologia Surface Enhanced Raman Scattering – SERS.
In ambito terapeutico, le piattaforme saranno finalizzate per effettuare in vivo:
- Il rilascio ottimale e selettivo di farmaci antitumorali (drug delivery);
- Il monitoraggio dell’efficacia della terapia e dei suoi effetti collaterali al fine di formulare protocolli terapeutici innovativi.
Le suddette piattaforme in fibra ottica, integrate nell’ago medico, saranno progettate, sviluppate e testate facendo riferimento a due casi studio selezionati e riguardanti le seguenti patologie di rilevanza clinica:
- Tumore al fegato particolarmente invalidante perché altera le funzioni di un organo fondamentale. La percentuale di sopravvivenza dei pazienti affetti da epatocarcinoma è molto bassa;
- Tumore al seno colpisce 1 donna su 8 nell’arco della vita e oltre a essere il tumore più diffuso tra la popolazione di sesso femminile (incidenza del 29%), è la prima causa di mortalità per tumore nelle donne.
