Ricevere un messaggio sul proprio smartphone dopo un contatto a rischio doveva essere uno degli obiettivi delle app di tracciamento. Ora a farlo sarà una “mascherina intelligente”, questa volta in tempo reale.
di Noemi Penna Redazione
La nuova alleata contro le infezioni per via aerea arriva da Shanghai: è stata creata dai ricercatori dell’Università di Tongji, con il sostegno economico del National Key Research and Development Program of China, e promette di cambiare le regole della prevenzione “al chiuso” grazie a un sensore che riconosce i virus respiratori più comuni.
Il chip attaccato alla mascherina rileva nell’aria le tracce di coronavirus, così come quelle dell’influenza stagionale, e dopo dieci minuti di contatto ravvicinato avvertire il proprietario dell’incontro sgradito. Il meccanismo messo a punto dagli scienziati cinesi trova il virus in appena 0,3 microlitri di aerosol infetto, il che è dalle 70 alle 560 volte inferiore al volume di liquido prodotto parlando, tossendo o starnutendo. Un risultato che due anni fa era inimmaginabile.
La ricerca dell’Università di Tongji è stata appena pubblicata su Cell Matter, mostrando tutte le potenzialità della mascherina intelligente di essere prodotta su larga scala, per essere utilizzata in particolar modo da chi svolge professioni a rischio biologico. “Come ben sappiamo, indossare la mascherina può ridurre il rischio di diffondere e contrarre la malattia. Quindi volevamo creare un mezzo altrettanto efficace in grado anche di rilevare la presenza di virus nell’aria e allertare chi lo indossa”, spiega il ricercatore capo Yin Fang.
“I patogeni respiratori che causano l’influenza si diffondono attraverso le piccole goccioline e gli aerosol rilasciati dalle persone infette mentre parlano, tossiscono e starnutiscono. Queste molecole contenenti virus possono rimanere sospese nell’aria per molto tempo, e il piccolo sensore le rileva grazie agli aptameri”: degli anticorpi artificiali capaci di legarsi uno specifico bersaglio biologico, in questo caso i virus Sars-Cov-2, H5N1 e H1N1 in tutte le loro varianti più comuni.
La prima ricerca sugli aptameri in grado di legarsi alla proteina Spike del virus Sars-Cov-2, isolando così la “chiave” che consente al virus di infettare altre cellule, è stata pubblicata sulla rivista Chemistry Europe ed è frutto di uno studio internazionale a cui ha partecipato anche l’Italia con l’Istituto di ricerca genetica e biomedica del Cnr di Cagliari, volto alla ricerca di un rapido sistema di diagnostica.
In questo caso gli anticorpi artificiali sono stati inseriti su un substrato di gel, a cui è collegato un chip wireless: non appena le molecole si legano a una concentrazione sufficientemente rischiosa di virus, la mascherina intelligente farà partire il messaggio preimpostato, avvertendo chi la indossa di aver avuto un contatto a rischio.
“Si tratta a tutti gli effetti di un sistema di allerta precoce per prevenire focolai di malattie infettive respiratorie – aggiunge Fang – . La nostra maschera funziona molto bene in ogni spazio chiuso con scarsa ventilazione, come ascensori o piccoli uffici, dove il rischio di essere infettati è maggiore”. E se emergesse un nuovo virus respiratorio o una nuova pericolosa variante? “Il sensore è facilmente aggiornabile”.
La mascherina è essenziale per catturare i virus perché è a tutti gli effetti un filtro azionato meccanicamente dal nostro respiro: “Lo scambio di gas nel corpo umano avviene attraverso l’espirazione e l’inalazione, con un volume espiratorio medio di circa 0,5 litri e una frequenza respiratoria di 12 volte al minuto. Quindi la respirazione umana viene utilizzata per avere la giusta potenza di pompaggio per raccogliere i virus su un gel, dove verrà analizzato in tempo reale. Poi, ogni 10 minuti il chip esegue un controllo sui campioni e se rileva una quantità pericolosa, invia l’allerta”, specificano gli autori.
Ad oggi la mascherina è ancora considerata fondamentale per ridurre il rischio di infezione, seconda solo al vaccino. E l’elettronica indossabile mostra un grande potenziale in tema di salute e prevenzione. “Il rilevamento diretto dei virus dall’aria può essere l’approccio più interessante per la diagnosi precoce delle principali malattie infettive. Gli attuali metodi di diagnosi clinica, come la Pcr, il saggio di immunoassorbimento enzimatico Elisa e le tecnologie di amplificazione isotermica degli acidi nucleici si concentrano principalmente sull’analisi dei campioni raccolti. Ma nessuno di essi può prediagnosticare la presenza del virus nell’aria circostante. Pertanto è evidente che le nuove tecnologie di rilevamento – in tempo reale, veloci e portatili – contribuirebbero a rallentare la diffusione delle malattie respiratorie e ad alleviare il collo di bottiglia del tracciamento, che per forza di cose deve sottostare ai tempi dei test di laboratorio”, concludono gli scienziati cinesi.
Inutile dire che gli stessi ricercatori stanno già lavorando su una vasta gamma di dispositivi intelligenti in grado di rilevare tutti i patogeni che ci circondano. “Grazie ai dispositivi indossabili, la diagnosi e il trattamento delle malattie possono diventare più precisi e veloci”, che è quello che si auspica ogni medico, anche in tempi non pandemici.
