Riassunto

Negli ultimi anni la diagnostica della superficie oculare sta vivendo una profonda evoluzione grazie allo sviluppo dei point-of-care test (POCT) lacrimali, strumenti miniaturizzati capaci di fornire risultati rapidi direttamente in ambulatorio. In questo scenario, la lacrima sta emergendo come un vero fluido biologico diagnostico, in grado di riflettere processi infiammatori, immunologici e metabolici associati a numerose patologie oculari.
Dai primi sistemi per la misurazione dell’osmolarità lacrimale fino alle più recenti piattaforme basate su lateral flow, microfluidica e biosensori, i POCT oculari stanno27 progressivamente trasformando il tradizionale approccio clinico alla superficie oculare, introducendo biomarcatori quantitativi utilizzabili nella pratica quotidiana. Parallelamente, nuove tecnologie integrate con algoritmi digitali e intelligenza artificiale aprono la prospettiva di una medicina sempre più personalizzata e orientata alla stratificazione fenotipica dei pazienti.
Questo contributo analizza le principali tecnologie attualmente disponibili o in fase di sviluppo, discutendone applicazioni cliniche, limiti e prospettive future nel contesto di una medicina di precisione “all’occhio del malato”.

La medicina di laboratorio basata su un modello centralizzato, negli anni più recenti si è progressivamente avvicinata al paziente, attraverso strumenti rapidi, miniaturizzati e utilizzabili direttamente anche nella pratica clinica quotidiana. Questo cambiamento, già evidente in numerosi ambiti della medicina, sta coinvolgendo anche l’oftalmologia e, in particolare, la diagnostica della superficie oculare.
Tradizionalmente, la valutazione delle patologie oculari superficiali si è basata su sintomi riferiti dal paziente, test clinici spesso semi-quantitativi e osservazioni alla lampada a fessura. Tuttavia, la crescente eterogeneità delle malattie della superficie oculare, la frequente discordanza tra segni clinici e sintomi, e la necessità di terapie personalizzate hanno evidenziato i limiti di un approccio esclusivamente clinico e soggettivo.

In questo scenario, la lacrima sta emergendo come un vero fluido biologico diagnostico. Proteine, citochine, mediatori infiammatori, lipidi, metaboliti e acidi nucleici presenti nel fluido lacrimale possono infatti riflettere alterazioni molecolari spesso precedenti alla comparsa di danni clinicamente evidenti. L’analisi dei biomarcatori lacrimali apre quindi alla possibilità di ottenere informazioni oggettive e quantificabili direttamente “all’occhio del malato”, contribuendo a una medicina sempre più precisa, personalizzata e orientata al monitoraggio dinamico della malattia.

Parallelamente alla crescita della ricerca sui biomarcatori lacrimali, sono comparsi i primi point-of-care test (POCT) dedicati alla superficie oculare, capaci di fornire risultati rapidi direttamente in ambulatorio. Dalla misurazione dell’osmolarità lacrimale ai test per biomarker infiammatori, fino alle più recenti piattaforme microfluidiche e multiplex, la diagnostica lacrimale si sta progressivamente spostando dal laboratorio alla pratica clinica quotidiana in ambulatorio.

L’obiettivo di questo contributo è analizzare lo stato attuale dei POCT lacrimali, in particolare quelli attualmente disponibili in Italia, nel contesto di una medicina di precisione sempre più vicina al paziente e integrata nella routine oftalmologica.

PRINCIPALI TECNOLOGIE ALLA BASE DEI POCT PER SMALL-VOLUME DETECTION

Uno degli aspetti più innovativi dei moderni POCT è la capacità di analizzare quantità estremamente ridotte di fluido biologico, spesso dell’ordine di pochi microlitri o addirittura nanolitri. Questa evoluzione tecnologica è particolarmente rilevante in oftalmologia, in cui la disponibilità di campione lacrimale è limitata e il prelievo deve essere il meno invasivo possibile.
Le principali piattaforme oggi impiegate si basano su differenti principi fisici, chimici e bioingegneristici.

Lateral flow assay
I sistemi lateral flow rappresentano la tecnologia più diffusa nei POCT oculari attualmente disponibili. Si tratta di dispositivi monouso nei quali il campione lacrimale migra lungo una membrana mediante capillarità, entrando in contatto con anticorpi, reagenti specifici o il biosensore in grado di generare un segnale visibile o strumentale (ad esempio elettronico). Questa tecnologia è caratterizzata da rapidità di esecuzione, semplicità d’uso e risposta qualitativa o semi-quantitativa in pochi minuti.
Biosensori elettrochimici e ottici
I biosensori utilizzano elementi biologici di riconoscimento (anticorpi, enzimi, aptameri, matrici polimeriche) associati a trasduttori elettronici o ottici capaci di convertire l’interazione biomolecolare o la risposta elettrochimica in un segnale misurabile. In ambito lacrimale, sono stati sviluppati sensori per glucosio, lattoferrina, osmolarità e mediatori infiammatori. Alcuni dispositivi impiegano letture elettrochimiche miniaturizzate, mentre altri sfruttano variazioni fluorescenti, colorimetriche o spettroscopiche.

Microfluidica e lab-on-chip
Le piattaforme microfluidiche rappresentano una delle evoluzioni più promettenti della diagnostica miniaturizzata. Attraverso microcanali di dimensioni micrometriche, queste tecnologie consentono di manipolare e analizzare volumi minimi di lacrime con elevata precisione, integrando spesso raccolta del campione, reazione biochimica e lettura del segnale nello stesso dispositivo (“lab-on-chip”).
Questi sistemi permettono analisi multiplex, cioè la misurazione simultanea di più biomarcatori, con riduzione dei tempi analitici e potenziale integrazione con software di interpretazione automatizzata e intelligenza artificiale.

Paper-based devices
Negli ultimi anni si sono diffusi anche dispositivi “paper-based”, basati su substrati di cellulosa o materiali porosi capaci di guidare il fluido per capillarità. Questi sistemi risultano economici, facilmente trasportabili e adatti a contesti ambulatoriali o resource-limited, semplificando e velocizzando il campionamento lacrimale. In oftalmologia sono stati sperimentati per la valutazione di glucosio lacrimale, lactoferrina e osmolarità.

Wearable sensors e smart contact lenses
Una prospettiva emergente è rappresentata dai dispositivi indossabili, in particolare smart contact lenses integrate con nanosensori o biosensori elettrochimici. Queste tecnologie potrebbero consentire un diretto monitoraggio, continuo e non invasivo di biomarcatori lacrimali durante la normale vita quotidiana del paziente, tracciando nel tempo stabilità e fluttuazioni delle concentrazioni di biomarcatori clinicamente rilevanti.

L’osmolarità: il primo biomarcatore lacrimale “chairside”

Il primo esempio di POCT lacrimale applicato alla pratica clinica quotidiana è rappresentato dalla misurazione dell’osmolarità del fluido lacrimale. Con l’introduzione del sistema TearLab®, successivamente evoluto nell’attuale piattaforma ScoutPro™ (Trukera Medical/Bausch + Lomb- bauschsurgical.com/cataract/scoutpro/#HIGHLIGHTS), la diagnostica lacrimale ha iniziato a spostarsi dal laboratorio all’ambulatorio, aprendo la strada al concetto moderno di tear fluid analysis “chairside”.

L’idea ha aperto un nuovo panorama: ottenere, a partire da pochi nanolitri di lacrima, un parametro quantitativo e oggettivo durante la visita oculistica. Il sistema utilizza infatti una microraccolta capillare del campione lacrimale (circa 50 nL), successivamente analizzato mediante lettura d’impedenza elettrica corretta per temperatura, fornendo in pochi secondi il valore di osmolarità (figura 1).

L’osmolarità è stata proposta come biomarcatore globale di stress della superficie oculare e dry eye disease, entrando progressivamente anche nei principali algoritmi diagnostici internazionali. Pur con alcuni limiti— tra i quali una correlazione non sempre lineare con segni e sintomi clinici — TearLab® prima e ScoutPro™ oggi hanno avuto il merito fondamentale di introdurre nella comunità oftalmologica il concetto di biomarcatore lacrimale misurabile in tempo reale.
Più che il singolo parametro, il vero cambio di paradigma è stato culturale: per la prima volta, la lacrima veniva considerata non solo un elemento osservabile alla lampada a fessura, ma un fluido biologico analizzabile mediante strumenti dedicati di medicina di laboratorio miniaturizzata.

Dall’osmolarità all’infiammazione: l’era dei lateral flow test

L’ evoluzione dei POCT oculari si è progressivamente orientata verso l’identificazione di biomarcatori infiammatori e infettivi della superficie oculare. In questo contesto, la tecnologia lateral flow — già ampiamente diffusa in altri ambiti diagnostici — ha trovato applicazione anche in oftalmologia grazie alle piattaforme sviluppate inizialmente da Rapid Pathogen Screening (RPS) e successivamente acquisite da QuidelOrtho.
InflammaDry® (www.quidelortho.com/it/it/products/inflammadry-test) ha introdotto un biomarcatore infiammatorio nella routine clinica della dry eye disease. Il test si basa su un immunodosaggio lateral flow in grado di rilevare la presenza della metalloproteinasi di matrice 9 (MMP-9), una proteasi infiammatoria nota per essere aumentata in numerose condizioni di infiammazione della superficie oculare.
Il campionamento avviene mediante delicato contatto della punta assorbente con la congiuntiva tarsale inferiore; il dispositivo viene poi inserito nella cassetta di analisi e, dopo aggiunta del buffer, il risultato viene rilevato in circa 10 minuti sotto forma di bande colorimetriche, secondo un principio analogo ai comuni test rapidi immunocromatografici (figura 2).

Il cutoff diagnostico proposto è pari a 40 ng/mL di MMP-9, ed il test ha contribuito a diffondere il concetto di “fenotipo infiammatorio” nella DED, mostrando positività in particolare nelle sue forme severe. Questo aspetto suggerisce come il vero valore del test possa risiedere non tanto nella diagnosi assoluta di occhio secco, quanto nell’identificazione di specifici sottogruppi di pazienti caratterizzati da maggiore attivazione infiammatoria.
Sulla stessa piattaforma tecnologica è stato sviluppato QuickVue™, (precedente nome Adenoplus™, https://www.quidelortho.com/global/en/products/quickvue-rapid-lateral-flow-tests/quickvue-adenoviral-conjunctivitis-test) test dedicato alla rilevazione dell’antigene esonico di Adenovirus nelle congiuntiviti infettive. L’obiettivo clinico è supportare la diagnosi differenziale tra congiuntivite virale e batterica direttamente in ambulatorio, ottimizzando la gestione dei pazienti. Anche in questo caso il principio è quello del lateral flow immunoassay, con risultato rapido ottenibile in pochi minuti e con alta sensibilità, il che lo rende strumento utile per confermare una diagnosi di congiuntivite virale in caso di positività del test.

Dalla singola molecola alla “firma biologica”: le piattaforme integrate

Le piattaforme di nuova generazione stanno evolvendo verso sistemi multiplex, capaci di analizzare simultaneamente differenti molecole coinvolte nei processi infiammatori e immunologici della superficie oculare.
In questo contesto, una esperienza interessante è rappresentata dalla piattaforma i-ImmunDx™ (seindabio.com/seinda-immundx/). Il sistema integra tre elementi principali: un microcollettore capillare per il prelievo lacrimale, una cassetta diagnostica, un analizzatore dedicato per la lettura del test (figura 3).

La piattaforma è stata progettata per rilevare pannelli multipli di biomarcatori, tra cui lymphotoxin-alpha (LT-α), IgE, MMP-9, IL-6 e IL-8, con l’obiettivo di superare il modello “one biomarker–one disease” che ha caratterizzato la prima generazione dei POCT oculari.
L’approccio è particolarmente interessante perché riflette la crescente consapevolezza che molte patologie della superficie oculare non siano condizioni univoche, ma malattie caratterizzate da differenti profili immunologici e infiammatori. In quest’ottica, il biomarcatore non diventa soltanto uno strumento diagnostico, ma anche un possibile elemento di stratificazione fenotipica e di medicina personalizzata.
Tra le applicazioni già investigate, il test per LT-α ha mostrato differenze tra pterigio attivo e inattivo, mentre il dosaggio delle IgE lacrimali si è dimostrato utile nella distinzione tra differenti forme di congiuntivite allergica, in particolare tra meccanismi di ipersensibilità di tipo I e di tipo IV.

Più che il singolo parametro, il vero elemento innovativo di questi sistemi è il cambio di prospettiva: la lacrima non viene più interpretata come semplice sede di un marker isolato, ma come una “firma biologica” complessa, potenzialmente in grado di descrivere in modo dinamico lo stato immunologico della superficie oculare.
Altro sistema innovativo in questo ambito è rappresentato dalla tecnologia TeaRx™ sviluppata da DiagnosTear/Biolight (diagnostear.com).
La piattaforma utilizza un sistema microfluidico per la raccolta lacrimale associato a un immunodosaggio multiplex lateral flow e a un’infrastruttura digitale cloud-based per l’analisi dei risultati (Fig 4).

L’obiettivo non è più soltanto rilevare la presenza di un marker patologico, ma costruire un profilo biologico della superficie oculare capace di supportare diagnosi, stratificazione clinica e monitoraggio terapeutico.
Il primo test sviluppato su questa piattaforma, TeaRx™ DES (Dry Eye Syndrome), è stato progettato per la diagnosi e il follow-up della dry eye disease. Il sistema integra la valutazione simultanea di differenti biomarcatori lacrimali — tra cui lactoferrina, albumina, lisozima, mucine e IgA — con l’obiettivo di descrivere in modo più completo l’omeostasi del film lacrimale.

I dati preliminari ottenuti in studi clinici hanno mostrato la capacità del sistema di distinguere pazienti con dry eye da soggetti sani, identificare forme severe di DED, discriminare differenti livelli di meibomian gland dysfunction (MGD), e predire la possibile risposta terapeutica alla ciclosporina A.
Questa evoluzione è particolarmente significativa perché introduce un concetto tipico della medicina di precisione anche nella diagnostica della superficie oculare: non più un singolo valore isolato, ma pattern biomolecolari complessi interpretati mediante algoritmi dedicati. Secondo quanto riportato dagli sviluppatori, test dedicati alla diagnosi differenziale delle principali forme di ‘occhio rosso’, mediante analisi combinata di IgE, HSV e Adenovirus, sono attualmente in fase di studio.

CONCLUSIONI

Da sempre l’oculista osserva il film lacrimale alla lampada a fessura, valutandone quantità, qualità e stabilità attraverso segni clinici, break-up time, colorazioni vitali e test funzionali. Negli ultimi anni, questo approccio si è progressivamente arricchito grazie all’introduzione di piattaforme high-tech per l’analisi automatizzata della superficie oculare, capaci di fornire parametri sempre più oggettivi e riproducibili.

I POCT lacrimali rappresentano oggi l’evoluzione ulteriore di questo percorso. Per la prima volta, infatti, la valutazione del film lacrimale non si limita più alle sue proprietà fisiche o dinamiche, ma si estende alla sua composizione biologica e molecolare. Attraverso l’analisi di biomarcatori infiammatori, immunologici e metabolici, i POCT consentono di ottenere informazioni quantitative direttamente in ambulatorio, contribuendo a guidare le decisioni cliniche sia nella diagnosi sia nel monitoraggio terapeutico. Parallelamente, nuovi sistemi dedicati ad altre patologie oculari sono attualmente in fase di sviluppo, suggerendo come la diagnostica lacrimale possa presto espandersi oltre la dry eye disease e le condizioni infiammatorie della superficie oculare.

Dai primi sistemi basati sull’osmolarità ai più recenti dispositivi multiplex integrati con microfluidica, biosensori e algoritmi digitali, la diagnostica lacrimale si sta progressivamente trasformando in uno strumento di medicina di precisione applicata alla superficie oculare. Parallelamente, nuove piattaforme in fase avanzata di sviluppo — come il sistema per l’analisi quantitativa di IgE e lactoferrina (TearScan™, Advanced Tear Diagnostics) — suggeriscono come la prossima evoluzione sarà orientata verso test sempre più automatizzati, multiparametrici e personalizzati.
Per il lettore interessato ad approfondire questo scenario in rapida evoluzione, l’invito è quindi a restare aggiornato. Dunque, stay tuned!

Gli autori dichiarano l’assenza di conflitti di interesse.