HealthTech

I sensori del sudore portano il monitoraggio dell’artrite più vicino a casa

mm
Pubblicato il
Aggiungi Securities.io alle tue fonti preferite su Google

Con il progresso della tecnologia medica, la ricerca di diagnosi più accurate e meno invasive è un obiettivo costante. Per esempio, dai primi raggi X all’ecografia, alla risonanza magnetica e ad altre tecnologie di scansione, oggi è possibile individuare e valutare lesioni e altri problemi senza ricorrere a procedure invasive. Allo stesso modo, quando occorre osservare l’interno del corpo, spesso è possibile ricorrere a una piccolissima incisione e a una telecamera flessibile, anziché a un intervento chirurgico più invasivo.

Un’altra tendenza è l’analisi biochimica per individuare tempestivamente i problemi cronici. Per esempio, il monitoraggio del glucosio è uno strumento importante per individuare il diabete, prevenirlo e rallentarne la progressione.

Per questo i ricercatori sono spesso alla ricerca di nuovi biomarcatori che consentano di valutare le condizioni mediche in modo indolore ed economico, analizzando i fluidi corporei.

I ricercatori della University of Alberta (Canada) e della Northumbria University (Regno Unito) hanno sviluppato un nuovo tipo di sensori indossabili non invasivi, che sfruttano il sudore per monitorare i biomarcatori associati all’artrite reumatoide e alla gotta. Questo potrebbe consentire un monitoraggio molto più continuo, in sostituzione degli esami sierologici intermittenti (analisi del siero e dei fluidi corporei), degli esami di diagnostica per immagini e delle valutazioni cliniche attualmente utilizzati.

I risultati sono stati pubblicati sul Chemical Engineering Journal1, con il titolo «Sensori indossabili del sudore per il monitoraggio dell’artrite».

Il crescente peso dell’artrite

Quando le articolazioni vengono danneggiate da malattie reumatiche, nella maggior parte dei casi la causa è la gotta o l’artrite reumatoide.

L’artrite reumatoide è una patologia autoimmune sistemica, determinata da complessi fattori genetici e ambientali, e nella maggior parte dei casi ha un decorso stabile.

La gotta, al contrario, è fondamentalmente un disturbo metabolico caratterizzato da una sovrasaturazione di acido urico e dalla cristallizzazione dell’ urato monosodico nelle articolazioni. È quindi strettamente legata all’alimentazione e allo stile di vita, in particolare al consumo di grandi quantità di carne rossa, molluschi e crostacei, bevande zuccherate e alcol.

Si prevede quindi che nel prossimo futuro il numero di casi di malattie reumatiche aumenterà rapidamente: entro il 2050, nel mondo si conteranno quasi 96 milioni di casi di gotta. La crescita è attesa soprattutto nelle aree in cui le risorse sanitarie sono già scarse, come l’Africa.

Per le regioni già svantaggiate sarà difficile affrontare queste malattie, poiché le attrezzature, gli strumenti diagnostici & le procedure attualmente disponibili sono costosi.

«Le diagnosi attuali si basano sull’aspirazione invasiva di fluidi, su analisi del siero (per esempio, acido urico (UA) e proteina C-reattiva (CRP)) e su esami di diagnostica per immagini, come la tomografia computerizzata a doppia energia (DECT), l’ecografia o la risonanza magnetica (MRI).»

Un altro problema delle diagnosi attuali è che questi metodi, che richiedono infrastrutture complesse, non vengono utilizzati abbastanza spesso da consentire un monitoraggio costante, perché non riescono a rilevare le rapide oscillazioni fisiologiche che precedono le riacutizzazioni.

I miglioramenti che permettono di monitorare meglio l’andamento della malattia potrebbero quindi favorire interventi più tempestivi e terapie personalizzate.

Rilevare il metabolismo attraverso il sudore

I numerosi biomarcatori da monitorare

Numerosi studi dimostrano che è possibile determinare le condizioni metaboliche dell’organismo di un paziente analizzando la composizione del suo sudore. Per esempio, il sudore può essere usato per misurare il sale nella fibrosi cistica.

Allo stesso modo, è possibile monitorare la gotta e l’artrite reumatoide rilevando la presenza di fattori scatenanti metabolici (acido urico, xantine, perossido di idrogeno) e di proteine infiammatorie (CRP, calprotectina e citochine).

È interessante notare che è stato dimostrato che queste proteine sono utili anche per monitorare malattie come la malattia infiammatoria intestinale (IBD).

Per rilevare queste molecole nel sudore mediante dispositivi indossabili, l’acido urico è un candidato promettente, poiché è una causa diretta della gotta. Esiste un’ampia gamma di possibili soluzioni per i sensori indossabili, tra cui il rilevamento elettrochimico enzimatico dell’UA, i sensori basati su elettrodi, quelli basati su nanozimi a singolo atomo, i biosensori microfluidici e gli idrogel plasmonici a doppia rete.

Poiché la gotta deriva dalla metabolizzazione delle purine in acido urico, anche le molecole intermedie di questo processo, le xantine, sono valide candidate. Anche in questo caso sono disponibili diverse tecnologie, tra cui dispositivi microfluidici colorimetrici, cerotti elettrochimici flessibili, biosensori flessibili multienzimatici e biosensori elettrochimici.

La CRP (proteina C-reattiva) è una delle proteine infiammatorie rilevanti nelle malattie artritiche. Il dispositivo SWEATSENSER, sviluppato da Enlisense, utilizza elettrodi di ossido di zinco (ZnO) con anticorpi contro la CRP per misurare la CRP nel sudore non diluito. Sono possibili anche altri dispositivi, come «InflaStat», un cerotto indossabile wireless, o altri sensori elettrochimici.

Tuttavia, le citochine sono generalmente troppo grandi per essere presenti in quantità significative nel sudore, il che ne rende difficile il rilevamento. I sensori al grafene potrebbero essere utili per rilevare la citochina TNF-α, mentre film sottili di ZnO funzionalizzati con anticorpi monoclonali e applicati su una membrana porosa potrebbero essere usati per rilevare la citochina IFN-γ.

È possibile rilevare anche le citochine IL-1 e IL-6, ma il loro rilevamento con dispositivi indossabili è stato studiato meno, sebbene «SWEATSENSER» possa forse svolgere anche questo compito. Lo stesso dispositivo potrebbe inoltre rilevare più citochine contemporaneamente.

Gli immunosensori elettrochimici simili alle piattaforme SWEATSENSER e IBD AWARE possono essere usati anche per misurare la calprotectina, una proteina e un importante biomarcatore dell’infiammazione, tradizionalmente misurato nel siero o nelle feci. In questo caso specifico, il monitoraggio per più giorni, che ha rivelato ritmi circadiani distinti nei marcatori infiammatori, riveste particolare interesse per i ricercatori in ambito medico.

Progettare l’interfaccia tra pelle e sensore

Il substrato giusto

Perché un sensore indossabile del sudore funzioni, è necessaria un’interfaccia tra pelle e sensore stabile, sicura e confortevole.

Il primo elemento è il substrato, che compensa la discrepanza meccanica tra gli elementi di rilevamento rigidi e la pelle morbida ed elastica. Nel caso di queste malattie, può essere particolarmente difficile, perché la pelle sopra un’articolazione reumatoide o gottosa in fase di infiammazione attiva è spesso tesa, «calda» e anormalmente sensibile al dolore. Per questo sono stati studiati diversi polimeri sintetici, matrici porose e soluzioni di integrazione nei tessuti.

Queste soluzioni comprendono piattaforme polimeriche sintetiche ed elastomeriche, spesso realizzate con polietilene tereftalato (PET) e poliimmide (PI), oltre a interfacce porose (in carta di cellulosa) e in idrogel.

Un’altra possibilità è integrare il substrato direttamente nei tessuti: un metodo che presenta vantaggi e difficoltà specifici.

«I tessuti sono ideali per il rilevamento elettrochimico tramite filati conduttivi o inchiostri serigrafati, ma pongono difficoltà di opacità per i metodi ottici. I sistemi microfluidici integrati nei tessuti, realizzati con cera idrofoba o motivi in ottadecano, possono convogliare il sudore verso specifiche zone di rilevamento»

Prestazioni e aderenza dell’utente

Il sensore più efficiente non è necessariamente quello più rilevante dal punto di vista medico: quando i pazienti non si sentono a proprio agio, tendono a usare male i dispositivi medici.

«Gravi deformità articolari, rigidità mattutina e una profonda perdita di destrezza nei movimenti fini fanno sì che siano le caratteristiche meccaniche del dispositivo, come la rigidità del substrato e la facilità di applicazione, a determinarne in ultima analisi la validità clinica. I cerotti adesivi per la pelle restano la soluzione standard, ma le innovazioni hanno ampliato la gamma di formati, includendo accessori integrati, tessuti e dispositivi modulari.»

Una possibilità sono i cerotti microfluidici, che aderiscono alla pelle il più possibile.

«I cerotti a contatto con la pelle sono ampiamente apprezzati perché, aderendo direttamente alle ghiandole sudoripare, riducono al minimo il volume morto. Le versioni più avanzate comprendono «InflaStat», un sistema completamente integrato che combina iontoforesi ed elettronica wireless per quantificare automaticamente la CRP.»

Per gli accessori indossabili e i tessuti, una difficoltà consiste nel tenere conto dei cambiamenti anatomici specifici della malattia. Per esempio, i sensori ad anello che monitorano i biomarcatori dell’aterosclerosi e dell’artrite possono essere utili per le analisi, ma non si adattano senza dolore a un’articolazione deformata.

Per questo motivo, i ricercatori sostengono che l’integrazione discreta in capi d’abbigliamento ampi sia una soluzione migliore, per esempio incorporando direttamente nei tessuti commerciali fibre composite di nanotubi di carbonio e grafene funzionalizzate con aptameri.

«Questi formati tessili eliminano la necessità di procedure di applicazione complesse e non richiedono modalità d’uso complicate, offrendo al contempo una soluzione traspirante e antifatica per il monitoraggio in tempo reale.»

Un altro modo per migliorare questi sensori consiste nel separare l’elemento di rilevamento dall’hardware di elaborazione oppure nell’effettuare campionamenti istantanei.

«Questi sistemi sono particolarmente vantaggiosi per i pazienti la cui destrezza limitata impedisce di applicare cerotti indossabili complessi. Tra gli esempi figurano sensori “a contatto” che consentono controlli rapidi e puntuali, come strisce rivestite di idrogel da premere con la punta del dito.»

Il sensore giusto

In generale, l’efficacia di qualsiasi dispositivo indossabile dipende dalla sua interfaccia di trasduzione, ovvero dal punto in cui avviene effettivamente il rilevamento chimico.

«La scelta del metodo di trasduzione elettrochimica dipende in larga misura dalle proprietà fisiche del biomarcatore bersaglio, come l’attività elettrochimica, le dimensioni molecolari e la concentrazione fisiologica. I metodi ottici, invece, spesso consentono misurazioni sul punto di assistenza senza apparecchiature e controlli estemporanei, eseguiti quando necessario, di metaboliti come l’acido urico.»

La varietà di molecole rilevabili e quella dei potenziali sensori danno origine a numerose combinazioni e, di conseguenza, a un’ampia gamma di possibili sensori indossabili.

Tra i diversi metodi vi sono il rilevamento elettrochimico, in cui la presenza della molecola provoca una variazione di corrente, e quello ottico, in cui la presenza della molecola determina un cambiamento di colore (nei sensori colorimetrici), di fluorescenza o di trasparenza.

Infine, la reazione necessaria per rilevare in modo specifico la molecola d’interesse (bi riconoscimento) deve essere mediata da un elemento presente nel sensore. A questo scopo si possono usare enzimi, anticorpi, aptameri (brevi sequenze a singolo filamento di DNA, RNA, XNA o peptidi) oppure catalizzatori.

Dai prototipi ai protocolli medici

Spesso, esaminando la fattibilità tecnica di sensori di questo tipo, si potrebbe pensare che il problema sia già risolto. In pratica, però, esiste una distanza tra i prototipi di laboratorio e i sensori commercializzati, integrati in un protocollo diagnostico definito e collegati a una decisione terapeutica.

Per trasformare il rilevamento di una molecola in un dato clinicamente utile e comprovato servono studi clinici e un confronto con le opzioni mediche esistenti.

Anche le interferenze con le misurazioni dovute alle condizioni della vita quotidiana possono rappresentare un problema. Possono verificarsi variazioni di concentrazione non correlate alla malattia, ma anche fenomeni di bioincrostazione, quando il sudore finisce per «accecare» i trasduttori.

«Fattori fisici, come le variazioni della velocità di secrezione del sudore, la sua evaporazione e la miscelazione nei volumi morti, possono concentrare artificialmente i biomarcatori o ridurre la risoluzione temporale. Al contempo, i cambiamenti del microambiente, come le oscillazioni del pH, possono alterare profondamente la cinetica elettrocatalitica e mascherare le cariche bersaglio.»

La ricerca si sta orientando dalle membrane passive verso strutture attive antivegetative, come gli idrogel peptidici che filtrano le sostanze interferenti.

Il prodotto finale dovrebbe essere un sensore indossabile, affidabile e durevole, i cui benefici siano stati dimostrati in ampi studi clinici e che si colleghi a una serie di sistemi di calcolo in cloud e di app per fornire a medici e pazienti previsioni accurate sui sintomi della malattia.

L’obiettivo finale sarebbe che, una volta dimostrata la capacità di questi sensori di rilevare con precisione una crisi imminente di gotta, il segnale rilevato possa innescare la somministrazione immediata e automatizzata di un farmaco nell’articolazione, così da ridurre o eliminare i sintomi.

In definitiva, il miglior dispositivo indossabile per l’artrite non si distinguerà soltanto per le sue caratteristiche tecniche: dipenderà anche dalla capacità delle letture dei biomarcatori di orientare in modo affidabile le cure, prevedere le riacutizzazioni o favorire cambiamenti utili nello stile di vita.

Investire nei biosensori

Abbott Laboratories

ABT Grafico dei prezzi

Grazie alla sua forte presenza nei settori dei dispositivi medici e della diagnostica, Abbott è una delle aziende «big pharma» più vicine al tipo di ricerca esaminato in questo studio.

L’azienda, che ha 138 anni, impiega oltre 114.000 persone, opera in più di 160 Paesi e nel 2025 ha registrato vendite per 44,3 miliardi di dollari.

I prodotti biowearables di Abbott, FreeStyle Libre e Lingo per la lettura del glucosio nel diabete, sono un buon esempio di come i monitor indossabili possano apportare un miglioramento significativo alla condizione medica e alla vita quotidiana dei pazienti. E dimostrano di essere un business da miliardi di dollari.

«Il portafoglio Libre, che comprende i principali monitor continui del glucosio di Abbott, è il più utilizzato al mondo tra i dispositivi indossabili per il monitoraggio biologico e aiuta oltre 8 milioni di persone a gestire meglio la glicemia.»

Nel 2025, le attività di diagnostica hanno generato 8,937 miliardi di dollari e quelle per la cura del diabete 8 miliardi di dollari, facendo dei sensori, delle misurazioni e delle attività correlate un pilastro dell’azienda. Altri segmenti importanti erano la nutrizione (8,4 miliardi di dollari) e i trattamenti cardiovascolari, in particolare gli impianti (12,3 miliardi di dollari).

Questo non significa che Abbott svilupperà necessariamente sensori del sudore per l’artrite. È però probabile che un’azienda esperta nel più ampio settore dei sensori tragga vantaggio dalla crescita complessiva del monitoraggio biologico in numerose nuove applicazioni mediche, in un mercato che vale già 14 miliardi di dollari a livello mondiale per il solo monitoraggio del glucosio.

È particolarmente probabile che ciò accada se la stessa azienda possiede una profonda competenza nella diagnostica molecolare in generale ed è all’avanguardia nei test per diverse molecole, come la troponina, i marcatori delle malattie infettive e la composizione del sangue.

Oltre a questa prospettiva, i potenziali investitori vorranno comunque valutare attentamente il resto delle attività dell’azienda, nonché una pipeline di ricerca e sviluppo fortemente orientata agli impianti cardiovascolari, alle formule per l’infanzia, al biosensing avanzato (Libre Duo) e alla diagnostica oncologica.

Ultime notizie e sviluppi sul titolo Abbott Laboratories (ABT)

Studio citato

1. Appurva Tiwari, Ben Bin Xu e Xuehua Zhang. Sensori indossabili del sudore per il monitoraggio dell’artrite. Chemical Engineering Journal. 1 dicembre 2026. Articolo: 182747. Volume 549.

10.1016/j.cej.2026.182747

mm

Jonathan è un ex ricercatore biochimico che ha lavorato nell'analisi genetica e nelle sperimentazioni cliniche. Ora è un analista di titoli e scrittore finanziario con un focus su innovazione, cicli di mercato e geopolitica nella sua pubblicazione 'The Eurasian Century'.