Sapete qual è il segreto per diminuire le morti per malattie cardiovascolari? Niente di surreale o inimmaginabile: si tratta della prevenzione. Riuscire a riconoscere precocemente il rischio di ictus o infarto può davvero salvare la vita delle persone, e in futuro ciò potrebbe avvenire grazie ad un dispositivo per la diagnosi 3D progettato da un team dell’Australian National University.
Il progetto per la realizzazione del dispositivo bio-ottico per la diagnosi 3D è stato portato avanti da Steve Lee, ingegnere dell’ANU Research School of Engineering, e dalla professoressa Elizabeth Gardiner, della John Curtin School of Medical Research. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Advanced biosystems.
Il dispositivo per la diagnosi 3D sarà in grado di riconoscere coaguli pericolosi responsabili di eventi cardiovascolari, come l’ictus e l’infarto, a partire dallo studio delle piastrine e del sangue del pazinete. Parla il professor Lee:
Grazie all’utilizzo del nuovo dispositivo diagnostico sviluppato dal nostro team, siamo in grado di ricostruire e quantificare la formazione di coaguli con la visione 3D a partire da un campione di sangue senza alcun contrasto, come fluorescenza o radiotracciante. Tutto questo era stato impossibile da ottenere fino ad ora.
Cosa sono le piastrine?
Le piastrine (o trombociti) fanno parte degli elementi figurati del sangue. Non sono cellule come molti in realtà pensano, ma dei frammenti cellulari privi di nucleo che originano da cellule giganti, dette megacariociti, all’interno del midollo osseo. Contengono al loro interno dei granuli pieni di fattori capaci di innescare l’emostasi, i quali vengono rilasciati all’esterno in caso di danno all’endotelio dei vasi sanguigni o danno alle piastrine stesse. Un millimetro cubo di sangue ne contiene normalmente 250.000, con una vita media di 5-9 giorni prima che vengano distrutte dalla milza. Quando il numero di piastrine è troppo basso si parla di trombocitopenia, una condizione in cui si ha problemi nella coagulazione con conseguente rischio di emorragia. Quando invece è troppo alto si parla di trombocitosi, un condizione patologica che può sfociare nell’eccessiva coagulazione.
Fonte: pazienti.itCos’è la trombosi?
Si parla di trombosi quando si formano coaguli (detti trombi) all’interno dei vasi sanguigni, con conseguente alterazione della circolazione. L’emostasi, ovvero il processo che porta alla formazione dei trombi, è un processo che avviene normalmente in caso di danno alle pareti dei vasi. Un complesso sistema di enzimi, molecole e cellule da inizio alla cosiddetta cascata della coagulazione, la quale esita nella riparazione della breccia con la formazione di un “tappo”. Esistono 2 tipi di trombi:
- trombo bianco: si forma nella circolazione arteriosa, è formato soprattutto da piastrine;
- trombo rosso: si forma nella circolazione venosa, è formato soprattutto da fibrina.
Quando il sistema emostatico si attiva impropriamente il trombo che si forma riduce significativamente il flusso di sangue. Alla fine ecco l’ischemia: si riduce l’apporto di ossigeno e nutrienti mentre si accumulano anidride carbonica e prodotti di scarto. La gravità della trombosi dipende da numerosi fattori:
- durata: se l’ischemia si protrae nel tempo la mancanza di ossigeno uccide le cellule (necrosi);
- sede dell’occlusione: più l’occlusione si realizza a monte, maggiore è la quantità di tessuto compromesso;
- calibro dell’arteria: grandi arterie vascolarizzano molte cellule e viceversa;
- spasmo arterioso: se oltre alla formazione del trombo si ha lo spasmo del vaso l’occlusione diventa completa.
I trombi (soprattutto quelli venosi) possono inoltre staccarsi e andare in circolo, diventando emboli e causando ostruzione più a valle (dove i vaso hanno calibro minore).
La trombosi è responsabile di diversi quadri patologici, a seconda dei vasi colpiti. Ad esempio, se la trombosi si realizza nelle arterie coronarie si realizza un infarto del miocardio, se sono colpiti i vasi cerebrali si realizza invece un ictus cerebri.
Fonte: Australian National UniversityCome funziona il nuovo dispositivo?
Per il funzionamento della macchina è prima necessario effettuare un prelievo di sangue dal paziente in esame. La macchina è poi capace di ricostruire una “mappa” delle piastrine presenti nel sangue del paziente e del loro funzionamento.
Il dispositivo misura il tempo impiegato dalla luce del dispositivo ad attraversare il trombo sanguigno, grazie ad un meccanismo bio-ottico. Si viene a creare un ologramma digitale dal quale è possibile estrapolare lo stato funzionale delle piastrine e predire la possibile reazione microscopica delle piastrine. Il team ha inoltre realizzato un dispositivo microscopico in grado di imitare un vaso sanguigno danneggiato e la formazione di coaguli di sangue da campioni umani in laboratorio.
Presto saremo in grado di costruire un modello per predire ed esaminare le caratteristiche del sangue di una persona, in particolare come si comportano le piastrine. Il dispositivo ci fornirà informazioni su ciò che sta realmente accadendo nel paziente in quel momento. Possiamo sviluppare un’immagine della formazione del coagulo. In futuro gli strumenti per la diagnosi 3D giocherà un ruolo primario nella prevenzione del paziente. Possiamo cambiare le carte in tavola.
Queste le parole della professoressa Elizabeth Gardiner:
Il dispositivo, al momento è privo di un nome ufficiale, ha inoltre dimensioni eccessive per potere essere utilizzato negli ospedali. Potrebbe entrare all’interno di un normale microscopio, ma l’obiettivo del team è quello di creare un dispositivo utilizzabile al letto del paziente. Il gruppo di ricerca assicura che una versione portatile dovrebbe essere pronta entro 3 anni.
Gli eventi cardiovascolari sono la principale causa di morte nel mondo, più di tumori e malattie infettive. Grazie a questo dispositivo per la diagnosi 3D si potranno riconoscere i soggetti a rischio, con la possibilità di intervenire prima che accada l’irreparabile.
Link al comunicato dell’American National University: http://www.anu.edu.au/news/all-news/diagnostic-device-can-help-prevent-strokes-and-heart-attacks
Marco Giglia
