I test point-of-care (POCT) sono essenziali per il rilevamento rapido di analiti vicino al paziente, che facilita una migliore diagnosi delle malattie, il monitoraggio e la gestione. Consente decisioni mediche rapide, in quanto le malattie possono essere diagnosticate in una fase molto precoce, portando a migliori risultati di salute per i pazienti, consentendo l’inizio precoce del trattamento. Il mercato globale POCT dovrebbe crescere da 23,16 dollari nel 2016 a 36,96 miliardi di dollari nel 2021 al tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 9,8% dal 2016 al 2021. Il Nord America rappresenta la maggior parte del mercato globale POCT, seguito dall’Europa, mentre il mercato POCT dell’Asia-Pacifico dovrebbe crescere di più al CAGR del 14,2% .
Sono stati sviluppati diversi POCD prospettici negli ultimi anni, che stanno aprendo la strada alla prossima generazione POCT . Il biosensore è il componente più critico del POCD, ed è direttamente responsabile delle prestazioni bioanalitiche di un test. Sono stati sviluppati diversi biosensori senza etichetta, come quelli elettrochimici, la risonanza plasmonica di superficie (SPR), la spettroscopia di riflettanza a luce bianca (WLRS), ecc. che vengono utilizzati per migliorare il POCD. Le tecnologie complementari, ad esempio la microfluidica, le tecnologie lab-on-a-chip, l’integrazione dei sistemi, l’automazione dei dispositivi e la lettura del segnale, stanno fornendo l’impulso desiderato per continui miglioramenti nella POCD.
Harpaz et al. hanno fornito una revisione completa della POCT nella gestione dell’ictus acuto, che sottolinea il bisogno insoddisfatto di tecnologie POCT desiderate e piattaforme POCT quantitative e multiplex. POCT gioca un ruolo importante nella gestione del paziente, in quanto accorcia criticamente il tempo di trattamento, consente la classificazione dei sottotipi di ictus e migliora l’esito del paziente. Una vasta gamma di saggi point-of-care (POC) per la determinazione quantitativa dei biomarcatori è stata sviluppata utilizzando analizzatori clinici e biochimici POC portatili e facili da usare. Pertanto, il POCT consentirebbe un rapido processo decisionale clinico nella diagnosi di ictus ischemico, che migliorerebbe notevolmente l’esito del paziente facilitando il trattamento e l’intervento medico in una fase iniziale. Come menzionato dagli autori, c’è una tendenza imminente per l’integrazione del POCT nella pratica clinica consolidata. C’è un bisogno emergente per lo sviluppo di dispositivi POCT di prossima generazione che potrebbero risolvere le lacune nella pratica clinica dell’ictus mediante la rilevazione multipla dei biomarcatori dell’ictus.
D’altra parte, Soraya et al. hanno sviluppato un biosensore basato su spettroscopia d’impedenza con elettrodo interdigitato per la rilevazione quantitativa dell’emoglobina fecale in ambienti a bassa risorsa con un limite di rilevazione (LOD) di 10 µg di emoglobina per grammo di feci. Il test sviluppato ha un vantaggio rispetto ai test convenzionali del sangue occulto fecale, in quanto non richiede alcuna restrizione dietetica o farmacologica. Inoltre, un interessante metodo immunodiagnostico basato sull’amperometria è stato dimostrato da Waller et al. per il rilevamento di spore di Bacillus anthracis utilizzando la separazione immunomagnetica per la cattura delle spore e un formato di saggio immunologico a sandwich. Il metodo sviluppato ha un breve tempo campione-risposta di meno di un’ora, così come un’alta sensibilità analitica, con la capacità di rilevare fino a 500 spore target (5000 cfu mL-1). Si basa sulla rilevazione delle spore mediante cattura policlonale di B. anthracis su perline magnetiche coniugate con anticorpi e rilevazione monoclonale di B. anthracis su anticorpi legati alla glucosio ossidasi. L’attività di glucosio ossidasi delle spore è misurata tramite amperometria. Il test ha mostrato un’alta specificità per le spore di B. anthracis e non è stato influenzato da interferenti ambientali come quelli presenti nel suolo. In un altro studio, un’interessante modellazione basata su tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) del riempimento della camera in un micro-biosensore per il rilevamento delle proteine è stata mostrata da Islamov et al. utilizzando la piattaforma ANSYS-CFX.
Koukouvinos et al. hanno fornito una revisione critica della piattaforma di rilevamento senza etichetta basata su WLRS per il rilevamento di analiti ad alto o basso peso molecolare. Gli autori hanno discusso i vari parametri bioanalitici, i set-up ottici e le caratteristiche prestazionali di WLRS, insieme alle varie applicazioni di biosensing interessanti e le direzioni per la ricerca futura.
Di interesse è l’innovativo dispositivo SPR riportato da Patel et al. , che è altamente conveniente, in quanto il costo del chip SPR utilizzato nel sistema è più di 50 volte più economico di quello utilizzato dagli strumenti SPR BiaCore di GE Healthcare. Il costo del dispositivo SPR sviluppato è anche molto più economico di quello dei sistemi BiaCore. Gli autori hanno mostrato una notevole sensibilità per il rilevamento della neurotossina botulinica di tipo A, con un LOD di 6,76 pg mL-1. La sensibilità di rilevamento del saggio sviluppato è paragonabile a quella del saggio convenzionale gold standard, cioè il biotest sui topi, che richiede diversi giorni per ottenere i risultati. Un approccio innovativo è stato mostrato da Mishra e Vazquez, che hanno dimostrato il dispositivo microfluidico Gal-MµS per la valutazione della risposta migratoria delle cellule ai campi galvano-chemiotattici individuali e combinati, che è stata solo parzialmente compresa, fino ad oggi. L’imaging in tempo reale all’interno del dispositivo cattura le traiettorie delle cellule in risposta ai campi elettrici e ai gradienti chimici. I dati ottenuti nello studio mostrano che le cellule neurali migrano per distanze maggiori con velocità più elevate in risposta a stimoli combinati che a stimoli individuali. Il dispositivo potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti mirati alla migrazione per il miglioramento delle terapie rigenerative basate sulle cellule del sistema nervoso.
In un altro studio, Elgendi ha dimostrato la struttura a due medie mobili correlate agli eventi (TERMA) per l’analisi dei segnali biomedici. Si tratta di un rilevatore di eventi semplice ed efficiente che potrebbe avere potenziali applicazioni in dispositivi indossabili e POC. La struttura TERMA consiste di sei mattoncini LEGO indipendenti, che permette il rilevamento di eventi nei segnali biomedici monitorando le medie mobili legate agli eventi. La struttura generica sviluppata potrebbe essere impiegata per il rilevamento di vari tipi di eventi nei segnali biomedici.
Torabian et al. hanno dimostrato il miglioramento della stabilità a lungo termine dei test POC su carta per l’anemia falciforme sostituendo l’idrosolfito di sodio con il metabisolfito di sodio. Il test ha mostrato 24 settimane di stabilità a temperatura ambiente. Inoltre, ha un LOD superiore (10% di emoglobina falciforme), un tempo campione-analisi ridotto (21 min), una maggiore sensibilità e specificità (97,3% e 99,5%, rispettivamente), e un maggiore rapporto costo-efficacia (solo 0,21 USD).
Di interesse è la revisione completa di Sanginario et al. , che fornisce approfondimenti sull’uso dei nanotubi di carbonio (CNT) per la diagnosi e il trattamento del cancro. Sono stati discussi i ruoli dei CNT per la somministrazione di farmaci, l’imaging del cancro e l’ablazione fisica delle metastasi, insieme alle sfide e alle limitazioni come la biocompatibilità e la citotossicità dei CNT.
L’attuale tendenza nel POCD è fortemente inclinata verso i dispositivi intelligenti dotati di assistenza sanitaria mobile (mH), che potrebbero davvero rivoluzionare il monitoraggio e la gestione sanitaria personalizzati, aprendo così la strada alla prossima generazione POCT. Una vasta gamma di tecnologie mH sono già state sviluppate, le più promettenti sono le tecnologie POC basate su telefoni cellulari per la lettura di test colorimetrici, fluorescenti, chemiluminescenti, elettrochimici, a flusso laterale e senza etichetta; rilevamento di cellule, biomolecole, nanoparticelle e microrganismi; e altre applicazioni diagnostiche. Il numero di utenti di telefoni cellulari ha già superato i 7,4 miliardi, il 70% dei quali si trova nei paesi in via di sviluppo, dove c’è un bisogno critico di POCD. Diversi dispositivi basati su telefoni cellulari e applicazioni intelligenti sono stati commercializzati per il monitoraggio e la gestione dei parametri di salute di base, come la glicemia, la pressione sanguigna, il peso, l’analisi del corpo, la frequenza del polso, l’elettrocardiogramma e l’attività fisica. Tuttavia, la sicurezza e la privacy dei dati personali è una preoccupazione critica per mH, oltre alla necessità di stabilire standard internazionali di cloud-computing e la gestione dei “Big Data”. Gli sforzi globali affronteranno efficacemente queste sfide nei prossimi anni. Inoltre, lo sviluppo di tecnologie complementari potrebbe portare allo sviluppo della prossima generazione di POCD. Non è lontano il giorno in cui il POCD sarà usato dalla maggior parte delle persone, il che le metterà in grado di monitorare e gestire la propria salute.