SAN GALLO e ZURIGO – «Fai un bel respiro e soffia più forte che puoi nel tubo». L’istruzione è banale per un adulto, complessa per un bambino, impossibile per un neonato. Per questo motivo l’asma, la patologia cronica più diffusa nell’infanzia, si diagnostica con certezza solo dai cinque anni. Una lacuna clinica rischiosa: senza terapia aumenta la frequenza e la gravità degli attacchi e l’infiammazione cronica genera cicatrici permanenti capaci di limitare la funzione polmonare. Di contro, scambiare una bronchite per asma somministrando farmaci errati provoca effetti collaterali severi come il ritardo nella crescita. La pediatria necessita quindi con urgenza di una diagnosi precoce.
Per colmare questo vuoto, quest’anno i ricercatori dell’Empa (San Gallo e Zurigo) e dell’Ospedale pediatrico universitario di Zurigo (Kispi) hanno avviato un progetto congiunto per sviluppare un protocollo diagnostico precoce, non invasivo e indolore, idoneo per neonati e piccoli. L’iniziativa è realizzata grazie ai generosi finanziamenti della Fondazione Blumenau-Léonie Hartmann, della Fondazione Thomas e Doris Ammann e di altri due enti benefici.
La ricerca sfrutta un approccio multi-omico a livello molecolare e genetico: l’aria espirata riflette l’infiammazione polmonare e la malattia possiede una forte componente genetica. Il team Multi-Omics for Healthcare Materials dell’Empa, guidato da Marija Buljan con la ricercatrice Xiaoyue Deng, apporta competenze in analisi statistica e meccanismi molecolari. La squadra di Alexander Möller, primario di pneumologia al Kispi, garantisce l’esperienza clinica e l’analisi del respiro.
In quattro anni e cinque fasi, il progetto combinerà un tampone boccale per il DNA e la spettrometria di massa dell’aria espirata. Nelle prime due fasi, volte a individuare molecole spia dell’asma, il Kispi recluta 180 bambini tra due e quattro anni (120 con sintomi respiratori ricorrenti e 60 sani di controllo). I piccoli espirano in un sacco speciale analizzato da uno spettrometro di massa a tempo di volo ad alta risoluzione. Un modello di apprendimento automatico sviluppato dal Kispi classifica le molecole per stimare le diagnosi future, che Möller precisa verranno verificate a cinque anni coi test classici.
Nelle fasi successive si cercheranno varianti genetiche per creare un pannello economico, evitando di sequenziare l’intero genoma. L’Empa sviluppa un modello informatico delle vie di segnalazione cellulare sulle cellule immunitarie responsabili dei sintomi nella gran parte dei bambini asmatici, tracciando quali messaggeri chimici le attivano e le reazioni conseguenti. Dopo la validazione in laboratorio su cellule e la selezione dei geni chiave, la presenza delle varianti sarà verificata mediante tampone boccale su dodici coppie genitore-figlio con asma già diagnosticata.
L’asma è un’infiammazione cronica e incurabile delle vie aeree che causa crisi acute da infezioni virali, stress, aria fredda, gas di scarico, fumo o allergeni come la polvere domestica. Si manifesta con fiato corto, sibili in espirazione, oppressione al petto e tosse secca. Pur scomparendo nel 30-50% dei casi con l’adolescenza, prima si interviene con corticosteroidi inalatori per gestire i sintomi, meglio si trattiene l’infiammazione evitando danni a lungo termine.
Möller parla di un «salto quantico» per la pneumologia pediatrica: eviterà ricoveri, allevierà i sintomi e risparmierà cortisone inutile ai non asmatici. Per Buljan, chiarire i meccanismi cellulari permetterà anche la creazione di farmaci mirati e ben tollerati. Per l’introduzione nella pratica clinica serviranno tuttavia tra cinque e dieci anni.
Questa appare una di quelle rivoluzioni delle quali beneficeranno i figli di quei bambini che, intanto, saranno stati abbastanza forti per giungere ad averne uno.
Redazione innovazione
