I ricercatori della Rutgers hanno sviluppato un metodo per rilevare l’insorgenza precoce di malattie infettive mortali utilizzando un test così ultrasensibile che un giorno potrebbe rivoluzionare gli approcci medici alle epidemie.
Il test, descritto in Progressi della scienza, è un sensore elettronico contenuto all’interno di un chip del computer. Impiega nanoball – microscopici grumi sferici costituiti da particelle più piccole di materiale genetico, ciascuno dei quali con un diametro 1.000 volte inferiore alla larghezza di un capello umano – e combina quella tecnologia con l’elettronica avanzata.
“Durante la pandemia di COVID, una delle cose che non esistevano ma che avrebbero potuto arginare la diffusione del virus era una diagnostica a basso costo in grado di segnalare le persone conosciute come i “silenziosi infetti”, pazienti che non sanno di sono infetti perché non mostrano sintomi”, ha detto Mehdi Javanmard, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica della Rutgers School of Engineering e autore dello studio. “In una pandemia, individuare tempestivamente un’infezione con precisione è il Santo Graal. Perché una volta che una persona mostra sintomi – starnuti e tosse – è troppo tardi. Quella persona probabilmente ha infettato 20 persone.”
Negli ultimi 20 anni, Javanmard ha sviluppato biosensori, dispositivi che monitorano e trasmettono informazioni su un processo vitale. Durante la pandemia di COVID-19, si è scoraggiato per la portata delle infezioni e per l’estrema perdita di vite umane. Credeva che dovesse esserci un modo per utilizzare i biosensori come test per rilevare precocemente le malattie.
Lavorando con Muhammad Tayyab, uno studente di dottorato della Rutgers e coautore dello studio, Javanmard e colleghi ricercatori del Karolinska Institute in Svezia e delle università di Stanford e Yale hanno iniziato un brainstorming.
“Abbiamo pensato: come possiamo sfruttare la nostra esperienza individuale per costruire qualcosa di nuovo?” Ha detto Javanmard.
Il biosensore sviluppato dal team funziona attraverso una serie di passaggi. In primo luogo, si concentra sulla sequenza caratteristica di acidi nucleici di un virus, composti chimici presenti in natura che fungono da molecole primarie che trasportano informazioni in una cellula. Successivamente, poiché amplifica qualsiasi sequenza di acido nucleico trovata nel campione, produce molte più copie, fino a 10.000. Quindi, raggruppa quelle migliaia di granelli di acidi nucleici in nanoball che sono abbastanza “grandi” da essere rilevate.
Le nanosfere vengono identificate elettricamente quando vengono dirette individualmente attraverso minuscoli canali contenenti elettrodi sui lati opposti. Il processo è simile a quello in cui le persone camminano in fila indiana attraverso il cancello di sicurezza di un aeroporto e vengono sottoposte ai raggi X una per una.
“Il nostro metodo prevede di prendere il materiale dell’acido nucleico virale e arrotolarlo in una sfera di DNA abbastanza grande da essere rilevata da un dispositivo di misurazione cellulare noto come citometro elettronico”, ha detto Javanmard. “Di conseguenza, possiamo segnalare l’infezione nelle sue fasi iniziali, quando la concentrazione è ancora molto bassa.”
L’approccio funziona su campioni prelevati da sangue e saliva e ha dimostrato di rilevare infezioni precoci da diversi virus, incluso il rinovirus che causa il comune raffreddore, e persino infezioni batteriche come la tubercolosi. La tecnologia, che è stata miniaturizzata e contenuta in un chip di computer, è abbastanza piccola da essere portatile e indossabile.
Si prevede che l’uso più immediato, una volta commercializzato, sarà l’efficacia del test nel segnalare le infezioni virali nelle fasi iniziali. In definitiva, la tecnologia potrebbe anche essere utilizzata per testare malattie basate su batteri e contaminazioni batteriche presenti negli alimenti e nelle riserve idriche, ha affermato Javanmard.
“Questi agenti patogeni possono essere devastanti per l’economia, per i mezzi di sussistenza e per la salute delle persone”, ha affermato Javanmard. “Non dovremmo smettere di prepararci per questo. Dobbiamo creare la prossima generazione di strumenti per fermarli. Ed è proprio questo che è questa tecnologia.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
