Tecnologie per la diagnosi ed il monitoraggio della celiachia

Celiac disease is an autoimmune disease primarily known for damage to the small intestinal mucosa in genetically predisposed individuals. The immune response is triggered by the ingestion of gluten, a protein found in wheat, barley, and rye. In recent decades, the incidence and prevalence of celiac disease have progressively increased globally, leading to growing attention to more efficient and accessible diagnostic tools. Currently, diagnosis relies primarily on serological tests and histological analysis of the intestinal mucosa via duodenal biopsy. However, despite the availability of reliable and widely used conventional methods in clinical practice, some limitations persist, related to costs, testing times, invasiveness, and monitoring patient adherence to a gluten-free diet. In this context, biosensors represent an innovative and alternative approach for monitoring and diagnosing celiac disease. Developed since 2007, these technologies demonstrate promise for future clinical applications and the development of point-of-care devices. Consisting of a physicochemical transducer and a bioreceptor, they can be manufactured and modified using various materials and sensing methods. This thesis presents some examples of recently developed biosensors, as well as the prospects and future lines of research and development in this field.

La celiachia è una malattia autoimmune, nota principalmente per i danni che provoca alla mucosa dell’intestino tenue in individui geneticamente predisposti. Il fattore scatenante della risposta immunitaria è rappresentato dall’ingestione di glutine, un complesso proteico contenuto nel grano, nell’orzo e nella segale. Negli ultimi decenni, l’incidenza e la prevalenza della celiachia sono progressivamente aumentate a livello globale, determinando una crescente attenzione nei confronti di strumenti diagnostici più efficienti e accessibili. Attualmente, la diagnosi si basa principalmente sull’utilizzo di test sierologici e sull’analisi istologica della mucosa intestinale mediante biopsia duodenale. Tuttavia, nonostante la disponibilità di metodi convenzionali affidabili e ampiamente utilizzati nella pratica clinica, persistono alcune limitazioni legate ai costi, ai tempi di analisi, all’invasività delle procedure e al monitoraggio dell’aderenza del paziente a una dieta priva di glutine. In questo contesto, i biosensori rappresentano un approccio innovativo e alternativo per il monitoraggio e la diagnosi della celiachia. Sviluppati a partire dal 2007, si dimostrano essere tecnologie promettenti per future applicazioni cliniche e la realizzazione di dispositivi point-of-care. Costituiti da un trasduttore fisico-chimico e da un biorecettore, possono essere realizzati e modificati utilizzando differenti materiali e metodiche di rilevamento. In questa tesi verranno presentati alcuni esempi di biosensori sviluppati recentemente, nonché le prospettive e le future linee di ricerca e sviluppo in questo ambito.