SENSO – Sviluppo di un dispositivo miniaturizzato per il monitoraggio di stress ossidativo in sistemi cellulari

Ente Finanziatore/Programma: Regione Siciliana – PO FESR 2014/2020 – Obiettivo Tematico 1 Ricerca, Sviluppo Tecnologico e Innovazione, Obiettivo specifico 1.1 – Incremento dell’attività di innovazione delle imprese, Azione 1.1.5 – Sostegno all’avanzamento tecnologico delle imprese attraverso il finanziamento di linee pilota e azioni di validazione precoce dei prodotti e di dimostrazione su larga scala.

DIPIETRO GROUP (Siracusa) – capofila; CERTY CEQ (Catania); MICROSYSTEMS (Enna); RULETECH (Catania); IBIM/CNR: Istituto di Biomedicina ed Immunologia Molecolare (Palermo); Fondazione Ri.MED (Palermo).

Abstract: L’obiettivo del progetto è la realizzazione del prototipo di un nano-sensore amperometrico per la rivelazione di perossido di idrogeno nel terreno di coltura di sistemi cellulari in vitro/ex vivo. Il perossido di idrogeno viene rilasciato dalle cellule immunitarie, quali macrofagi, neutrofili, linfociti e dalle cellule strutturali (ad esempio cellule epiteliali nasali ed epiteliali bronchiali) in condizioni di stress ossidativo e infiammazione. Il perossido di idrogeno è relativamente stabile e in grado di diffondere nello spazio extracellulare attraverso la membrana cellulare, quindi la sua concentrazione nel terreno di coltura riflette quella intracellulare e può essere misurata al fine di conoscere lo stato ossidativo delle cellule in esame. Il progetto si propone di rendere disponibile un dispositivo innovativoche permetta di monitorare l’insorgere e l’avanzamento dello stress ossidativo in modelli sperimentali che riproducano patologie infiammatorie croniche. In particolar modo, nel corso del progetto, il dispositivo verrà ottimizzato e validato utilizzando modelli sperimentali di patologie infiammatorie croniche delle vie aeree, come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). La possibilità di monitorare il rilascio del perossido di idrogeno nel terreno di coltura, in tempo reale e senza perturbare la crescita delle cellule, rappresenta un vantaggio significativo rispetto ai più diffusi sistemi attualmente in commercio basati su saggi colorimetrici o fluorimetrici che prevedono l’uso del terreno di coltura (costosi, off-line e time consuming) oppure saggi basati sull’utilizzo di sonde fluorescenti che richiedono la raccolta delle cellule con conseguente perturbazione del sistema, anomalie funzionali e interruzione della crescita.

– Fase 1. In questa fase, mentre Ri.MED lavorerà all’identificazione, selezione e messa a punto di saggi disponibili in commercio per il monitoraggio dello stress ossidativo, IRIB si occuperà della messa a punto dei sistemi cellulari che verranno utilizzati nelle successive fasi di progetto. Inoltre entrambi gli enti di ricerca lavoreranno con Università di Palermo per la messa a punto dell’elemento sensibile e dell’elettronica in collaborazione con Microsystems srl.
– Fase 2. In questa fase, l’azienda Di Pietro Group, in forza delle sue specifiche competenze nel settore dell’integrazione di sistema, interagirà sinergicamente con l’Università di Palermo per la misurazione della concentrazione di perossido di idrogeno e con RULETECH per la progettazione del software della gestione dati del dispositivo. Suggerirà, in particolare le più efficaci soluzioni hardware per la rilevazione del segnale e software per l’informazione e la comunicazione tra il dispositivo e l’utenza. In questo ambito, gli input saranno i parametri ed i valori cut-off individuati da IRIB-CNR e RiMED. Gli output saranno le soluzioni hardware verso UNIPA e MICROSYSTEMS e quelle software verso RULETECH. CertyCeq si occuperà dell’analisi delle caratteristiche del dispositivo da realizzare al fine di certificarlo CE e del rilascio delle relative prescrizioni.
– Fase 3. In questa fase, DIPIETRO GROUP intermedierà le attività di test e verifica del dispositivo svolte dai partner biomedici con la progressiva realizzazione del dispositivo, in collaborazione con UniPA, Microsystems e Ruletech, fino a pervenire all’approvazione finale del dispositivo che verrà testato dai partner RiMED e IRIB in ambiente operativo reale. CertyCeq verificherà l’adempimento delle prescrizioni di certificabilità CE e si occuperà dell’approvazione definitiva delle procedure utili ad ottenere la certificazione del dispositivo.
– Fase 4. Questa fase sarà dedicata alla disseminazione dei risultati.