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Il progetto LifeLines è nato nel 2006 con l’obiettivo di diventare uno studio genetico su larga scala della durata di 30 anni, con circa 165.000 partecipanti di tre generazioni, ognuno dei quali avrebbe fornito ai ricercatori campioni biologici da analizzare. L’obiettivo principale del progetto è quello di indagare il motivo per cui alcune persone rimangono sane e attive per tutta la vita, mentre altre diventano disabili in età relativamente giovane. Particolare attenzione viene prestata alle malattie croniche come il diabete, l’insufficienza renale e l’asma. Al fine di sviluppare una chiara comprensione di come e perché questi fenomeni si sviluppano, il progetto LifeLines esamina una serie di fattori che contribuiscono alla salute generale di una persona e al rischio di sviluppare malattie croniche. Tra questi vi sono lo stile di vita, fattori genetici, psicologici e sociali.
I risultati e le informazioni raccolte durante il progetto LifeLines dovrebbero consentire lo sviluppo di programmi di prevenzione e cura personalizzati. Le malattie croniche tendono a seguire un percorso, e se possono essere individuate e definite in una fase precedente, c’è il potenziale per risparmiare tempo e denaro al sistema sanitario e per aumentare drasticamente il comfort del paziente. Un esempio di tale applicazione è la cura del diabete, un disturbo sempre più diffuso con un forte impatto sull’economia sanitaria. Nei casi in cui è possibile apportare modifiche allo stile di vita, disporre precocemente delle informazioni necessarie può aiutare gli operatori sanitari a formulare raccomandazioni informate per cambiare le abitudini del paziente. Essere in grado di tracciare e mettere in relazione le informazioni fornite può essere un vero incentivo per i pazienti a introdurre cambiamenti che possono contribuire a rallentare la progressione della malattia. La ricerca condotta nell’ambito del progetto LifeLines ha già registrato degli effetti, essendo stata inclusa in diverse pubblicazioni. Queste includono “Automated mass spectrometric analysis of urinary free catecolamines using on-line solid phase extraction” di De Jong et al (Bio med Life Sci 2010; 878(10); 1506–12), dove sono stati ottenuti valori di riferimento di escrezione urinaria di adrenalina e noradrenalina da più di 500 partecipanti a LifeLines.
Complessivamente, il progetto LifeLines prevede di conservare un totale di 8 milioni di provette campione codificate in 2D da 1,4 mL (Matrix e FluidX). A seconda dello stato di salute del partecipante allo studio, il 50% di questi campioni può essere conservato per l’intera durata del progetto, per questo è fondamentale disporre di apparecchiature per la conservazione affidabili.
Inizialmente, sono stati necessari fino a 100 congelatori prima che i campioni fossero trasferiti al Bios, il congelatore robotizzato a -80, e tutte le apparecchiature dovevano soddisfare standard rigorosamente definiti. La stabilità della temperatura era particolarmente importante per il ricercatore, in quanto l’esperienza aveva dimostrato che alcuni modelli di congelatore presentavano gradienti di temperatura dall’alto verso il basso del congelatore, o perdite di calore da intorno alla porta. Durante il processo di scelta, sono stati testati materiali conservati in quattro congelatori di marchi diversi per verificare la loro conformità alle specifiche. Le misurazioni hanno riguardato la temperatura in 3 o 4 punti diversi di ogni scomparto freezer, basati su una temperatura specifica di circa -81 °C con una deviazione massima di temperatura accettata di -7 °C tra il punto più freddo e quello più caldo all’interno della camera interna.
Successivamente, i congelatori sono stati sottoposti a stress test, durante i quali le porte sono state aperte per 1 minuto, chiuse nuovamente per 30 secondi e poi controllate per vedere come hanno mantenuto e recuperato le temperature programmate. Poiché i congelatori devono essere aperti e chiusi regolarmente per accedere ai campioni, era fondamentale che non si scaldassero troppo o impiegassero troppo tempo per stabilizzarsi. Infine, il consumo di consumo di corrente è stato monitorato per 7 giorni per garantire l’efficienza energetica. Al termine dei test, i congelatori PHCbi a temperatura ultra-bassa (ULT) sono stati selezionati per il progetto LifeLines grazie alla loro capacità di raggiungere facilmente gli standard richiesti in termini di prezzo, qualità e stabilità della temperatura.
Il progetto LifeLines non è il solo a compiere le proprie scelte d’acquisto considerando anche i costi di gestione e i consumo energetico. Al contrario, tali aspetti stanno rapidamente diventando fattori di primo piano in molti laboratori, soprattutto perché la conservazione a lungo termine di un gran numero di campioni biologici è sempre più comune.
PHC è stata la prima azienda a introdurre i pannelli di isolamento a vuoto d’aria nei congelatori ULT. In genere, le soluzioni della gamma forniscono il 25% di capacità di conservazione in più per una data superficie, permettendo di risparmiare spazio prezioso in laboratorio e costi di gestione in progetti come LifeLines, dove sono necessari più congelatori.
Scegliendo un condensatore raffreddato ad acqua all’interno del ciclo di raffreddamento dei congelatori a cascata, il calore eliminato dal condensatore può essere condotto attraverso uno scambiatore di calore e convogliato fuori dall’impianto attraverso l’acqua in uscita. Questo si traduce in una minore generazione di calore da parte degli strumenti stessi, consentendo ai laboratori di risparmiare notevolmente sui sistemi di condizionamento dell’aria. Inoltre, il calore così estratto può essere riutilizzato altrove nell’edificio, ad esempio per il riscaldamento degli ambienti o dell’acqua.
Un guasto del congelatore o le fluttuazioni di temperatura potrebbero causare la perdita di campioni, con pesanti ripercussioni per lo studio, sia in termini economici che di compromissione della ricerca. Una serie di tecnologie e sistemi fanno sì che i ricercatori del progetto LifeLines possano continuare il loro lavoro sapendo che i campioni sono protetti. Gli avanzati controlli con microprocessore nei congelatori selezionati per il progetto forniscono rilevazioni costanti, incluso in merito alle condizioni ambientali e dell’impianto, per un funzionamento affidabile. Grazie alle complete funzioni dei valori di riferimento, di allarme, di monitoraggio e di diagnostica, ogni aspetto dell’ambiente del congelatore viene controllato regolarmente per garantire la sicurezza dei campioni. Il sistema avvisa gli utenti di eventuali anomalie prima che i problemi si verifichino. Nel caso in cui si verifichi un guasto, i numerosi allarmi visivi e sonori e i contatti di allarme remoto assicurano che il personale LifeLines sia immediatamente avvisato. L’allarme di alta temperatura indica quando la temperatura all’interno dei congelatori si discosta di ±10 °C dalla temperatura impostata. In caso di interruzione di corrente elettrica o di aumento irregolare della temperatura, si attiveranno una spia e un allarme buzzer di interruzione di corrente. È stato inoltre possibile installare un ulteriore sistema di allarme e di monitoraggio della temperatura presso il centro LifeLines, fornendo un doppio livello di sicurezza ai campioni conservati.
Dall’acquisto del sistema di congelamento da parte del progetto LifeLines, PHC Europe B.V. ha prodotto un modello aggiornato. Quest’ultimo modello incorpora un sistema a doppio raffreddamento TwinGuard, appositamente progettato per garantire la massima sicurezza possibile. La presenza di due compressori controllati individualmente non solo permette di mantenere una temperatura ultra-bassa all’interno della camera di congelamento, ma significa anche che, in caso di problemi con un compressore, il secondo mantiene una temperatura di funzionamento nel congelatore di -70 °C fino al momento della manutenzione.
Il successo delle indagini condotte nelle strutture che ospitano biobanche dipende dalla conservazione ottimale dei campioni, la quale va attribuita in larga misura alle tecniche e alle attrezzature di conservazione. Nel progetto LifeLines, il sistema di congelamento PHCbi viene utilizzato per conservare i campioni provenienti da migliaia di partecipanti, pur mantenendo il più basso consumo energetico possibile delle unità. Per garantirne l’utilizzabilità, ogni campione viene conservato in un ambiente stabile e affidabile ed è costantemente monitorato per assicurare che le temperature ottimali siano mantenute per molti anni.
Grazie alla numerosa e ben tenuta raccolta di informazioni campione, il progetto LifeLines sta già contribuendo a una serie di studi ben accolti dal mondo scientifico. Il progetto sembra destinato a guadagnare sempre più importanza e permetterà di approfondire le conoscenze sull’invecchiamento in salute e sulle malattie croniche.