Riassunto analitico
L’immunoterapia è attualmente una delle terapie più all’avanguardia per il trattamento di numerose patologie autoimmuni, come l’artrite reumatoide, il morbo di Crohn l’artrite psoriasica e molte altre. Tuttavia, l’uso di tali farmaci biotecnologici può indurre lo sviluppo di una progressiva refrattarietà nei confronti della terapia da parte di alcuni pazienti, a causa di una stimolazione del sistema immunitario e della conseguente produzione di anticorpi anti-farmaco (ADAs). Questo effetto collaterale sottolinea la necessità di avere una tecnologia per individuare gli anticorpi anti-farmaco, che sia affidabile, sensibile e di facile utilizzo, in modo da evitare terapie inutili a pazienti refrattari. Nella nostra ricerca ci siamo concentrati sull’utilizzo di un immunosensore flessibile basato su transistor con elettrodi a effetto di campo e ossido di grafene ridotto (rGO-FET), per identificare un ampio range di concentrazioni di anticorpi anti-infliximab (ATIs), un anticorpo anti-TNFα impiegato per il trattamento dell’artrite reumatoide. Nel nostro biosensore, l’evento di bioriconoscimento si verifica all’interfaccia tra l’elettrodo di gate e la soluzione elettrolitica, grazie ad una funzionalizzazione multistrato della superficie in Au del gate, dove il farmaco è stato immobilizzato come sonda attraverso un crosslinking ad un self-assembled monolayer. L’esperimento è stato condotto pipettando una goccia di una soluzione di anticorpo anti- infliximab a diversa concentrazione e composizione direttamente sulla superficie funzionalizzata del gate e misurando la risposta in corrente del dispositivo. Il dispositivo è in grado di individuare gli ATIs in maniera specifica in un ampio range di concentrazioni, anche in presenza di BSA nel buffer. Abbiamo inoltre condotto alcune misure preliminari con un prototipo di microfluidica, con l’obiettivo di realizzare una piattaforma portatile e ottenere una quantificazione di anticorpi anti-infliximab più affidabile e standardizzata.
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Abstract
Antibody-based therapies is currently the state-of-the-art for the treatment of several autoimmune diseases such as rheumatoid arthritis, Crohn’s disease, psoriatic arthritis and many more. However, the use of such biotechnological drugs can lead to the development of a progressive unresponsiveness to the therapy in patients, due to the stimulation of the immune system and the subsequent production of anti-drug antibodies (ADAs). This side effect points out the need of a reliable, sensitive, easy to use and fast technique to detect anti-drug antibodies in order to avoid unnecessary treatments in refractory patients. In our research we focused on the use of a flexible reduced graphene oxide field-effect transistors (rGO-FETs) immunosensor to detect a wide range of concentrations of antibodies towards Infliximab (ATIs), a therapeutical anti-TNFα antibody used for the treatment of rheumatoid arthritis. In our biosensor, the event of biorecognition takes place at the gate electrode/electrolyte interface, thanks to a multilayer functionalization of the gate Au surface where we immobilized the drug as a probe, by means of crosslinking with a self-assembled monolayer. The experiment was carried out by pipetting a drop of an antibody-towards-Infliximab solution at different concentrations and composition directly onto the functionalized gate and then by measuring the current response of the device. The device is able to specifically detect ATIs in a wide range of concentrations, also in presence of BSA in the buffer. We also performed some preliminary measurements with a microfluidics prototype, with the aim of realizing a point of care platform and achieving a more reliable and standardized detection of anti-Infliximab antibodies.
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