Dopo la tesi su Optip, anche il dispositivo Mistral per l’analisi dell’espirato sviluppato da Predict ha conquistato l’interesse di due studentesse della Facoltà di Ingegneria dei sistemi medicali del Politecnico di Bari, Ilenia Dipierdomenico e Floriana Gallo, che hanno fortemente voluto approfondire alcuni aspetti legati a questo innovativo campionatore come argomento della loro tesi di laurea.
Il punto di partenza dei due lavori, realizzati con il coordinamento del relatore prof. Filippo Attivissimo (qui è possibile leggere l’articolo) e dell’ing. Marco Cardanobile (project manager di Mistral e tutor aziendale delle studentesse) è lo stesso: l’analisi del respiro.
“Il respiro dice tanto e può dirci molto altro, essendo una miscela composta da centinaia di molecole che la rendono unica, esattamente come l’impronta digitale”, spiegano le due future ingegnere, che sono riuscite a portare a termine la tesi nonostante il periodo di lockdown da covid19 che ha imposto anche al POLIBA la sostituzione delle lezioni in presenza con quelle a distanza. E hanno affrontato due aspetti legati all’analisi dell’espirato, la nuova frontiera per il monitoraggio diagnostico, sui quali sperano di proseguire una volta terminato il ciclo di studi triennale.
L’esperienza di Ilenia Dipierdomenico
Ilenia Dipierdomenico, 21 anni, di Fasano (Br) è autrice della tesi dal titolo “Analisi del respiro: diagnosi precoce e non invasiva di patologie tramite sensori per VOCs applicato allo studio clinico del tumore al polmone”. Floriana Gallo, 22 anni, di Mola di Bari, è autrice della tesi dal titolo “Analisi del respiro: monitoraggio dello stato di salute dei cittadini utilizzando sensori per la rilevazione dei VOCs”. Discuteranno a metà luglio. “La Breath analysis ha dimostrato che nell’espirato umano ci sono elementi come azoto, ossigeno, anidride carbonica, vapore acqueo e gas inerti e sono presenti anche composti organici volatili che in sigla vengono chiamati VOCs: sono delle tracce dei processi metabolici che avvengono all’interno dell’organismo e vengono espulsi attraverso l’espirazione”, spiegano le laureande.
“Già Ippocrate, il padre della medicina, parlava di fetor oris e fetor hepaticus”, dice Dipierdomenico. “Da allora la scienza ha fatto passi da gigante e Mistral è sicuramente la dimostrazione concreta di quanto sia importante proseguire nello studio e nella ricerca perché l’analisi parte da un gesto molto semplice: il soffio del paziente nell’apparecchio che, tra l’altro, è molto facile da maneggiare essendo di piccole dimensioni e leggero”.
“La raccolta dell’espirato, quindi, consente di avere a disposizione un campione che ha caratteristiche particolari; ed è partendo da queste molecole che è possibile avere informazioni importanti ai fini della diagnosi di alcune forme di tumore, come quello al polmone, aspetto sul quale ho voluto concentrare la tesi”, chiarisce Ilenia Dipierdomenico. “Ci sono molecole caratteristiche di forme tumorali e per questo motivo diventa molto importante proseguire il lavoro per inserire sensori in grado di fiutare la patologia tumorale”.
La studentessa ha concentrato il lavoro di studio e ricerca per individuare i sensori che fiutano il tumore al polmone, aspetto affrontato nel dettaglio del terzo capitolo della tesi, per poi passare alla descrizione delle caratteristiche dei sensori che possono essere integrati e quindi aggiunti a Mistral. “In altre parole, si tratta di sensori sensibili a un gruppo di molecole riconducibili a quel tumore, in modo tale da riuscire a diagnosticarlo precocemente. Anche il cane, stando a recenti studi, è dotato di questo fiuto particolare. Ho scelto di concentrami sul tumore al polmone, sotto la spinta della pandemia per il Covid 19 e delle conseguenze all’apparato respiratorio”.
“Mistral, quindi, è uno strumento medico innovativo non invasivo, facilmente ripetibile come esame, e proprio queste sue caratteristiche sono tali da facilitare la partecipazione della popolazione agli screening”, sottolinea. “Sotto l’aspetto economico, non va taciuto il fatto che si tratta di un esame a costo basso, quindi accessibile a un gran numero di persone. Anche questo è un punto di forza”.
L’esperienza di Floriana Gallo
“Per quanto riguarda l’ambiente, è evidente che c’è una relazione tra l’aria e la salute”, ci spiega Gallo. “Ognuno di noi trascorre diverso tempo in ambienti diversi, casa, ufficio, negozi, e per questo motivo possiamo essere esposti a una serie di fattori che oltre a incidere sulla qualità dell’aria che respiriamo quotidianamente, hanno conseguenze sul nostro metabolismo: quanti di noi lamentano, solo per fare un esempio, l’emicrania? Tra gli effetti dell’esposizione all’ambiente, oltre alla semplice emicrania, possono esserci anche le forme tumorali”.
“L’aspetto relativo al monitoraggio degli ambienti esterni e interni è anche oggetto dell’Agenza 2030: tra gli obiettivi dichiarati, c’è lo studio della relazione, sotto forma di impatto, fra ambiente a salute. Ed è attraverso l’analisi del respiro che è possibile capire in che modo l’ambiente impatta sul metabolismo, sia pure con alcune difficoltà dovute al fatto che ad oggi non esiste un metodo gold standard”, spiega Gallo. “Nel secondo capitolo della tesi ho affrontato l’aspetto dell’impatto sulla salute dei VOCs, come matrici complesse, per poi passare ai sensori che sono in grado di rilevare i metaboliti e che devono necessariamente adeguarsi a delle specifiche”, prosegue.
“Mistral è un dispositivo medico molto semplice nel suo funzionamento che permette, attraverso il soffio, di immagazzinare su una cartuccia adsorbente i composti organici volatili che vengono poi analizzati in modo tale da identificare i metaboliti che compongono il respiro di ogni paziente. C’è una seconda cartuccia, destinata a raccogliere le molecole dell’ambiente, ossia dell’area circostante. L’aspetto dell’ambiente e l’incidenza che può avere sullo stato di salute della popolazione è al centro del mio lavoro di tesi”, spiega la studentessa.
“L’esame, quindi, è molto facile e del tutto non invasivo. Inoltre non richiede tempo, come invece occorre per l’esame del sangue. Mistral guarda al futuro e sicuramente è in grado di dare un aiuto prezioso nel settore della diagnosi per i tumori. Il che è una nota estremamente positiva in ambito clinico: la diagnosi tempestiva è in grado di salvare la vita dei pazienti”.
Dal team di Predict e, in particolare dalla business unit di Mistral, i migliori auguri alle due studentesse per l’imminente discussione della tesi e per una carriera brillante!
(a cura di Mario Maffei – Comunicazione Sanitaria)
