Un team di ricerca presso la Tokyo Medical and Dental University (TMDU) costruisce un nuovo biosensore basato sul voltaggio per il virus dell'influenza che è quasi 100 volte più sensibile dei test convenzionali, e può distinguere tra ceppi umani e aviari.

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo, biosensore rapido per la rilevazione precoce anche di piccole concentrazioni del virus dell'influenza umana A (H1N1). Tale diagnosi precoce è fondamentale per prevenire un potenziale focolaio di pandemia, poiché i farmaci antivirali devono essere somministrati tempestivamente. I test convenzionali per rilevare il virus dell'influenza sono spesso lenti e costosi, e può perdere le prime infezioni virali. In contrasto, il nuovo biosensore misura piccoli cambiamenti di tensione in un polimero elettricamente conduttivo per rilevare rapidamente concentrazioni di virus quasi 100 volte inferiori al limite dei kit attualmente disponibili. Il lavoro è stato svolto presso la Tokyo Medical and Dental University (TMDU), in una collaborazione tra l'Istituto di Biomateriali e Bioingegneria e il Dipartimento di Virologia Molecolare.

I polimeri conduttivi sono una classe di molecole a base di carbonio che conducono elettricità, ma può essere utilizzato anche in ambienti biologici. Sono materiali molto interessanti per le applicazioni dei biosensori perché i ricercatori possono facilmente attaccare le biomolecole ai polimeri, che consentono loro di legarsi con obiettivi specifici, come i virus influenzali. In questo studio, poli(3, 4-etilendiossitiofene) (PEDOT) è stato modificato con un gruppo funzionale che si lega al virus dell'influenza umana H1N1, ma non ceppi di influenza aviaria. "I polimeri conduttori hanno diversi vantaggi rispetto alle controparti inorganiche, " spiega l'autore corrispondente Yuji Miyahara. "Questi includono la capacità di condurre sia vettori elettrici che ionici, flessibilità meccanica, bassa citotossicità, produzione a basso costo mediante fusione o stampa, e proprietà sintonizzabili tramite sintesi chimica o drogaggio."

Per costruire il biosensore, il film polimerico è stato posto tra due elettrodi. Quando una soluzione contenente H1N1, che porta una piccola carica positiva sul suo guscio esterno, è stato aggiunto, alcuni dei virus si sono attaccati al polimero e hanno aumentato la tensione misurata dagli elettrodi. Questo metodo elettrico consente al sensore di rilevare la presenza di minuscole quantità di virus. Le cariche virali sono spesso misurate in unità di emoagglutinazione (HAU). Il nuovo sensore è in grado di rilevare concentrazioni virali fino a 0,013 HAU. A confronto, i kit disponibili in commercio che utilizzano test immunocromatografici funzionano solo per concentrazioni superiori a circa 1,13 HAU. Ciò rappresenta un aumento della sensibilità di quasi 100 volte. Il coautore dello studio Shoji Yamaoka ha sottolineato le applicazioni cliniche del dispositivo. "Abbiamo sviluppato un sensore conduttivo a base di polimeri in grado di riconoscere un virus specifico, il che lo rende un buon candidato per il monitoraggio indossabile e i test point-of-care."

L'articolo, "Specific Recognition of Human Influenza Virus with PEDOT Bearing Sialic Acid-Terminated Trisaccharides" è stato pubblicato in Materiali e interfacce applicati ACS al DOI:10.1021/acsami.7b02523