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Una parte cruciale dello sforzo globale per arginare la diffusione della pandemia, è lo sviluppo di test in grado di identificare rapidamente le infezioni in persone che non sono ancora sintomatiche.
A tale proposito, i ricercatori della Caltech (California Institute of Technology) hanno sviluppato un nuovo tipo di test multiplex (un test che combina più tipi di dati) con un sensore a basso costo che può consentire la diagnosi a domicilio di un’infezione COVID attraverso l’analisi rapida di piccoli volumi di saliva o sangue , senza il coinvolgimento di un medico, in meno di 10 minuti.
La ricerca è stata condotta nel laboratorio di Wei Gao presso il dipartimento di ingegneria medica di Andrew e Peggy Cherng. In precedenza, Gao e il suo team hanno sviluppato sensori wireless in grado di monitorare condizioni come la gotta, nonché i livelli di stress, attraverso il rilevamento di livelli estremamente bassi di composti specifici nel sangue, nella saliva o nel sudore.
I sensori di Gao sono fatti di grafene, una forma simile a un foglio di carbonio. Un foglio di plastica inciso con un laser genera una struttura in grafene 3D con minuscoli pori. Questi pori creano una grande quantità di superficie sul sensore, il che lo rende abbastanza sensibile da rilevare, con elevata precisione, composti che sono presenti solo in quantità molto piccole. In questo sensore, le strutture di grafene sono accoppiate con anticorpi, molecole del sistema immunitario sensibili a proteine specifiche, come quelle sulla superficie di un virus COVID, per esempio.
Le versioni precedenti del sensore erano impregnate di anticorpi per l’ormone cortisolo, che è associato allo stress, e di acido urico, che in alte concentrazioni causa la gotta. La nuova versione del sensore, che Gao ha chiamato SARS-CoV-2 RapidPlex, contiene anticorpi e proteine che gli consentono di rilevare la presenza del virus stesso; anticorpi creati dall’organismo per combattere il virus e marcatori chimici di infiammazione, che indicano la gravità dell’infezione da COVID-19.
“Questa è l’unica piattaforma di telemedicina che può fornire informazioni sull’infezione in tre tipi di dati con un unico sensore“, dice Gao. “In appena pochi minuti, possiamo controllare simultaneamente questi livelli, in modo da avere un quadro completo dell’infezione, inclusa l’infezione precoce, l’immunità e la gravità“.
Le tecnologie consolidate di test COVID di solito impiegano ore o addirittura giorni per produrre risultati. Queste tecnologie richiedono anche apparecchiature costose e complicate, mentre il sistema di Gao è semplice e compatto.
Finora, il dispositivo è stato testato solo in laboratorio con un piccolo numero di campioni di sangue e saliva ottenuti per scopi di ricerca medica da individui che sono risultati positivi o negativi per COVID-19. Sebbene i risultati preliminari indichino che il sensore è estremamente accurato, è necessario eseguire un test su scala più ampia con pazienti del mondo reale piuttosto che campioni di laboratorio, avverte Gao, per determinarne definitivamente l’accuratezza.
Con lo studio pilota ora completato, Gao prevede di testare la durata dei sensori con un uso regolare e di iniziare a testarli con pazienti COVID-19 ospedalizzati. Dopo i test in ospedale, vorrebbe studiare l’idoneità dei test per l’uso domiciliare. Dopo i test, il dispositivo dovrà ricevere l’approvazione normativa prima di essere disponibile per un uso diffuso a casa.
“Il nostro obiettivo finale è davvero l’uso domestico“, afferma. “L’anno successivo, abbiamo in programma di inviarli a persone ad alto rischio per i test a casa. E in futuro, questa piattaforma potrebbe essere modificata per altri tipi di test di malattie infettive a casa“.
Il documento che descrive la ricerca, intitolato ” SARS-CoV-2 RapidPlex: una piattaforma di telemedicina multiplex a base di grafene per la diagnosi e il monitoraggio COVID-19 rapidi e a basso costo“, è stato pubblicato online e apparirà nel numero di dicembre del journal Matter .
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