Un chip microfluidico testa le terapie farmacologiche per la leucemia nei bambini

Prevedere la resistenza ai farmaci alla diagnosi

Oltre 120.000 persone negli Stati Uniti convivono con la leucemia linfoblastica acuta, nota come ALL, con 6.000 nuovi casi diagnosticati ogni anno. Oltre 3.500 bambini ricevono questa diagnosi ogni anno, che è responsabile del 75 per cento di tutti i casi di leucemia infantile, secondo i dati riportati in MedicalXpress. Il tumore del sangue progredisce rapidamente, bloccando la produzione di globuli bianchi maturi nel giro di mesi. Sebbene i trattamenti iniziali si basino su regimi chemioterapici strutturati in base ai sottotipi di leucemia e ai gruppi di rischio genetico, la maggior parte dei pazienti riceve terapie simili. Circa il 15 per cento dei pazienti pediatrici e il 50 per cento dei pazienti adulti soffre ancora di recidiva o malattia refrattaria.

«GradientScreen mira a migliorare e ad ampliare l'accesso alla medicina di precisione nel trattamento della leucemia, aiutando i clinici a identificare prima, nel corso della progressione della malattia, i pazienti più difficili da trattare e ad abbinarli con maggiore precisione a nuovi approcci terapeutici alternativi»

— Kendall Williams, ingegnere biomedico e coautore dello studio

I gradienti microfluidici sostituiscono i test uno per uno

Per identificare i trattamenti inefficaci prima dell'inizio della terapia, i ricercatori hanno progettato un saggio microfluidico chiamato GradientScreen. Il dispositivo medico diagnostico valuta la sopravvivenza delle cellule tumorali a più combinazioni di farmaci contemporaneamente. Invece di testare ogni coppia di farmaci e ogni rapporto di concentrazione in pozzetti di coltura separati e ad alto consumo di risorse, la rete di canali microfluidici valuta un intero spettro di rapporti di dosaggio su un regime di tre farmaci in un unico esperimento, come documentato in Nature Biomedical Engineering. Due pazienti che condividono la stessa mutazione genetica mostrano spesso risposte divergenti alle terapie mirate, rendendo necessari test funzionali su cellule vive accanto al sequenziamento genomico.

Misurare la sopravvivenza cellulare su 17 campioni clinici

L'invenzione biomedica è stata creata da Kendall Williams e Dan Zhang, laureati della Emory University e del Georgia Tech, insieme al ricercatore principale Wilbur Lam. In uno studio retrospettivo che ha valutato 17 campioni di pazienti di cellule leucemiche e midollo osseo forniti dall'Aflac Cancer and Blood Disorders Center del Children's Healthcare of Atlanta, i profili di sopravvivenza della piattaforma hanno corrisposto agli esiti storici dei pazienti, come riportato da MedicalXpress. Le misurazioni del saggio sono risultate coerenti con il volume di cellule tumorali residue rimaste dopo le prime quattro settimane di chemioterapia di induzione, nonché con le recidive documentate dei pazienti.

Ampliare lo screening oltre la ALL pediatrica

Il gruppo di ricerca prevede di estendere i test ad altri tumori del sangue, tra cui la leucemia mieloide acuta, e di valutare coorti di pazienti adulti. Questa innovazione tecnica nella profilazione funzionale dei farmaci mira a ridurre i tempi tra la diagnosi e la scelta della terapia personalizzata, evitando i regimi standard che è probabile falliscano, secondo i risultati del gruppo pubblicati in Nature Biomedical Engineering.

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