MATTEO COCUZZA

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Associate Professor
RICERCATORE III LIV.TEMPO INDETERMINATO -CNR (Altro ente) (Istituto Nazionale per la Fisica della Materia)

Member of Interdepartmental Center (PolitoBIOMed Lab - Biomedical Engineering Lab)

+39 0110907392 / 7392 (DISAT)

+39 0110907392 / 7392 (INFM)

Research groups/teams MPMNT - Materials and Processes for Micro & Nano Technologies
Laboratories CHILAB Laboratory - Chivasso
Research projects

Funded by competitive calls

  • LAB-ON-CHIP PER UNA MEDICINA PREDITTIVA E DI PRECISIONE NEL NEUROCOVID, (2022-2023) - Responsabile Scientifico

    Regionally funded research

    ERC sectors

    LS5_1 - Neuroanatomy and neurophysiology PE4_8 - Electrochemistry, electrodialysis, microfluidics, sensors

    SDG

    Obiettivo 3. Assicurare la salute e il benessere per tutti e per tutte le età

    Abstract

    Il COVID-19, sfruttando vie olfattive o sistema nervoso (SN) autonomo di vie respiratorie e canale enterico, causa danni strutturali e metabolici nel SN centrale aumentando le citochine proinfiammatorie (tempesta citochinica). Anosmia, ageusia, crisi epilettiche e infarto cerebrale indicano un neurotropismo del virus, con cefalea, perdita della memoria, incoordinazione motoria e disturbi dell’attenzione fino a fragilità cognitiva e psicologica, anche dopo l’infezione. Oltre all’esame clinico, è necessario disporre di marcatori di malattia, in sangue, saliva e liquor - biopsia liquida. Il dosaggio di neurofilamenti, proteine misaggregate, molecole infiammatorie e enzimi coinvolti nella morte neuronale in concentrazioni non quantificabili con le comuni tecniche di analisi individuerà i pazienti a rischio di patologia nervosa severa, e ne seguirà il decorso. Lo sviluppo di lab-on-chip e biosensori rappresenta uno campo promettente di sviluppo tecnologico e biomedicale. Ciò rappresenterà una svolta per tutte le patologie neurodegenerative, anche quando l’emergenza COVID-19 cesserà. I Partner rappresentano eccellenze nazionali per lo sviluppo del progetto: clinica (UNITO-Auxologico), biochimica e biologia del SN (UNITO/FCO), micro-nano tecnologie (POLITO), e sistemi informatici (IS).

    Departments

  • RIlevazione Virale rApida tramite Lab on a chip, (2021-2023) - Responsabile Scientifico

    Regionally funded research

    ERC sectors

    PE4_8 - Electrochemistry, electrodialysis, microfluidics, sensors LS7_1 - Medical engineering and technology LS7_2 - Diagnostic tools (e.g. genetic, imaging)

    SDG

    Obiettivo 3. Assicurare la salute e il benessere per tutti e per tutte le età

    Abstract

    La recente pandemia ha dimostrato la vulnerabilità della nostra società e la difficoltà di uno dei migliori sistemi sanitari al mondo di far fronte all’emergenza. Oltre ad una indiscutibile necessità di maggior consapevolezza e sensibilizzazione dei cittadini su quali regole fondamentali siano da adottare e rispettare in modo più che rigoroso per limitare la diffusione dei contagi, è chiaramente emerso che per la futura protezione della salute pubblica sarà prioritario ed essenziale dotare il Paese di una massiva disponibilità di dispositivi di protezione individuale e soprattutto di dispositivi diagnostici capaci di supportare il monitoraggio di massa attraverso uno screening capillare, il più possibile rapido, affidabile e a basso costo, della popolazione. Il problema dello screening di massa per limitare e tracciare in maniera capillare la diffusione del virus Sars COV 2 è di primaria importanza per abbattere i tassi di mortalità. La proposta progettuale qui presentata si pone l’obiettivo di sfruttare a pieno le tecnologie all’avanguardia per lo sviluppo di un dispositivo Point-of-care (POC): sia per avere una riposta disponibile presso il punto di rilevamento (riduzione dei tempi di attesa), sia per incrementare l’affidabilità dei test e non affollare i laboratori centrali di analisi a renderli disponibili per altre attività. I Lab-On-a-Chip (LOC) sono una classe di dispositivi applicati da anni in diversi campi del biomedicale e sviluppati perseguendo l’approccio di una analisi rapida e a basso costo, insieme con la gestione di volumi ridotti e allo sviluppo di sistemi POC per il rilevamento e la gestione della misura e dei dati derivanti. Per questo tali dispositivi rappresentano la risposta ideale all’implementazione di diversi protocolli, tra cui quelli per la rivelazione rapida di patogeni e contaminanti. I LOC sono candidati ideali a sostituire l’analisi di laboratorio specifiche per la rilevazione del virus e delle sue varianti. Infatti, è possibile implementare il cosiddetto “test molecolare” (o PCR), che evidenzia la presenza di materiale genetico (RNA) del virus, derivante dal campione prelevato su tampone rino-faringeo. L’idea alla base del progetto è sviluppare tecnologie e strumenti per diagnosi rapide implementando una piattaforma POC basata sulla tecnologia LOC per isolare, concentrare e amplificare l’RNA virale per mezzo di un approccio innovativo e multidisciplinare che coinvolge: microfluidica, nano materiali e funzionalizzazione di polimeri. I Partner coinvolti nella proposta progettuale rappresentano delle eccellenze regionali e nazionali come dimostrato dai numerosi progetti in cui sono coinvolti nonché dalla loro competenza nei settori chiave delle tecnologie necessarie per lo sviluppo del progetto che sono: micro-nano tecnologie (POLITO), materiali polimerici (ProPLAST), integrazione e sviluppo di sistemi informatici (Infosystem). L’obbiettivo ultimo di RIVAL è quello ti ottenere un sistema che da una card polimerica che ingloba un circuito microfluidico e i reagenti sia in grado di implementare differenti funzionalità che corrispondono a specifici passi di separazione, concentramento e amplificazione, che si focalizzano su:1. isolamento del virus SARS-COV2 e cattura sulla superficie funzionalizzata per ottenere volume ridotto e concentrazione;2. Cattura dell’RNA: estrazione e immobilizzazione su una superficie ad alta area ricoperta da nano materiali;3. Amplificazione dell’RNA: rilascio e amplificazione con metodo isotermo ("Reverse transcription loop- mediated isothermal amplification", RT-LAMP).L’integrazione su LOC di nanomateriali rappresenta una delle maggiori innovazioni perché apre la possibilità di funzionalizzare l’alta area superficiale del mix di polimeri nanostrutturati dentro il canale microfluidico, che porta a significativi miglioramenti per la purificazione e analisi degli acidi nucleici in termini di efficienza, risparmio di tempo e facilità d’uso. Il progetto si divide in una prima fase di validazione del diversi step descritti e la messa a punto di protocolli e relativa ottimizzazione del materiale. La fase di validazione verrà eseguita rispetto a test gold standard (PCR, antigenico).

    Departments

  • Rilevamento ed amplificazione della presenza di immunoglobuline in sangue affetto da COVID-19 con l’uso di biosensori, (2021-2021) - Responsabile Scientifico

    National Research

    ERC sectors

    LS6_8 - Virology PE4_8 - Electrochemistry, electrodialysis, microfluidics, sensors PE7_4 - (Micro and nano) systems engineering

    SDG

    Obiettivo 3. Assicurare la salute e il benessere per tutti e per tutte le età

    Abstract

    DetectIon: approccio bioingegneristico innovativo combinato con biosensori per il rilevamento di analiti nelsangue in condizioni sane e patologicheLa diffusione globale inaspettata ed incontrollata del COVID-19 ha reso necessario lo sviluppo di soluzioninuove, rapide ed efficaci per controllare e ridurre l’infezione. A causa della gravità della situazioneesistente, moltissimi gruppi di ricerca in tutto il mondo stanno focalizzando il loro lavoro sul COVID-19 edin particolare sui suoi parametri virali. In realtà, molti di questi lavori scientifici si stanno occupando dellavalidità dei test sierologici volti a misurare i livelli delle immunoglobuline IgG and IgM nel sangue, peridentificare i pazienti affetti da COVID-191.In quest’ottica, l’obiettivo di DetectIon è lo sviluppo e l’ottimizzazione di una piattaforma lab-on-chipinnovativa basata sul rilevamento in tempo reale di anticorpi del sangue, in condizioni patologiche, in unsistema microfluidico che simula il microcircolo fisiologico.Il PI ha già pubblicato un articolo in cui è riportato un sistema microfluidico che simula il microcircolo invivo per lo studio del comportamento del sangue in flusso2, e questi risultati hanno fornito un punto diriferimento per il comportamento in flusso dei globuli rossi sani per poi passare ad analizzare il caso patologico.In questo progetto, la messa a punto e lo sviluppo di un dispositivo microfluidico costituito da una rete dimicrocanali che possa riprodurre il comportamento in flusso del sangue potrà aiutare alla comprensionedei complessi fenomeni al sangue a livello del microcircolo. L’integrazione con biosensori in-line specificibasati su transistor organici elettrochimici (OECT)3, 4 consentirà di rilevare rapidamente e selettivamentela presenza e la concentrazione di alcuni componenti del sangue, come le Immunoglobuline (IgG and IgM)coinvolti in malattie come il COVID-19.Nonostante la rilevanza di questo problema ed i recenti e molteplici sforzi volti alla comprensione delproblema, il rilevamento in tempo reale ed il monitoraggio di analiti presenti nel sangue, è ancora affettada molti problemi che richiedono ulteriori studi.Quindi, DetectIon può avere un impatto fortissimo nel campo del lab-on-chip integrato col biosensing epotrebbe portare allo sviluppo di una piattaforma innovativa. La precisione di tale dispositivo potrebbecondurre al raggiungimento di stime più accurate dell’entità dell’epidemia causata dal COVID-19.La forza di questo progetto risiede nel suo carattere fortemente interdisciplinare che abbraccia diversicampi di ricerca, dai fenomeni di trasporto dei fluidi complessi biologici all’elettronica organica con loscopo di monitorare la presenza di anticorpi coinvolti nell’infezione da virus.

    Departments

Funded by commercial contracts

  • Convenzione Dipartimentale tra il Politecnico di Torino (DISAT) e la società Trustech s.r.l., per una collaborazione concernente attività di ricerc, consulnza, didattica e formazione, nei settori delle micro e nanotecnologie , (unknown date-unknown date) - Responsabile Scientifico

    Departmental agreements

    Countries

    • ITALIA

    Institutes/Companies

    • TRUSTECH srl
  • Contratto di prestazione di servizi per la realizzazione del progetto “SPETTRI- DEPOSIZIONE DI SPECCHI DIELETTRICI AD ALTA RIFLETTANZA” – (Codice bando: I.1a.5.1_Bando_voucher_servizi_IR – Asse 1 del POR – FESR 2014-2020) , (2021-2021) - Responsabile Scientifico

    Commercial contracts for the provision of services

    Countries

    • ITALIA

    Institutes/Companies

    • ELETTRORAVA SPA