I viaggi aerei globali non sono limitati a persone e merci:agenti infettivi, pure, possono farsi strada a bordo come passeggeri indesiderati e percorrere grandi distanze nel giro di poche ore. Nell'aria, i germi possono diffondersi incontrollati. Il progetto di ricerca congiunto HyFly mira a stabilire le basi scientifiche per spezzare le catene di infezione e, se possibile, prevenire le pandemie. Un modo in cui sperano di raggiungere questo obiettivo è utilizzare un metodo non invasivo per identificare gli individui infetti in base ai componenti nel loro respiro.

Gli aeroporti sono hub per agenti patogeni provenienti da tutto il mondo. Le malattie infettive si diffondono rapidamente per via aerea in paesi e continenti. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), il rischio di epidemie globali è in aumento. Sono necessarie nuove strategie anti-infezione. È qui che entra in gioco il progetto di ricerca congiunto HyFly, con 2,6 milioni di finanziamenti nell'ambito dell'iniziativa InfectControl 2020 del Ministero federale tedesco dell'istruzione e della ricerca (vedi riquadro "HyFly – panoramica del progetto"). I partner dell'industria e della ricerca stanno sviluppando strategie per interrompere le catene di infezione nel trasporto aereo e stabilire contromisure efficaci come precauzione. Il progetto dovrebbe fornire piani d'azione concreti per gli operatori aeroportuali e le compagnie aeree.

Utilizzo della diagnostica non invasiva per rilevare gli agenti infettivi

Uno dei modi in cui il progetto sta tentando di controllare i percorsi di migrazione è rilevare le infezioni in modo rapido ed efficiente mentre i passeggeri vengono sottoposti a screening negli aeroporti, senza utilizzare metodi di biologia molecolare. I ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la terapia cellulare e l'immunologia IZI stanno stabilendo un metodo non invasivo per questo scopo, basato sulla spettrometria di mobilità ionica (IMS).

"I metodi di biologia molecolare non sono adatti qui, in quanto richiedono troppo tempo. Anziché, faremo affidamento su IMS, un metodo non invasivo che non richiede, ad esempio, eventuali sbavature, o eventuali campioni di sangue o saliva. Questo metodo si è dimostrato efficace nel rilevare droghe e residui esplosivi negli aeroporti di tutto il mondo ormai da molti anni, " dice il dottor Dirk Kuhlmeier, responsabile del gruppo di lavoro sulla microdiagnostica presso Fraunhofer IZI. Il ricercatore e il suo team stanno sviluppando un sistema che distinguerà i batteri l'uno dall'altro in pochi minuti basato su composti organici volatili (VOC), che sono componenti del respiro umano. "IMS si distingue per la possibilità che offre di rilevare in modo rapido e sensibile i composti organici volatili direttamente nell'aria, "dice Kuhlmeier.

Utilizzando la gascromatografia, i componenti del respiro vengono prima pre-separati e poi trasferiti allo spettrometro a mobilità ionica accoppiato, dove si producono particelle cariche. "Le molecole COV neutre sono ionizzate da alta energia, "Kühlmeier dice, spiegando il metodo. "Le molecole cariche si muovono molto rapidamente verso il rivelatore nel campo elettrico omogeneo. Una molecola può essere caratterizzata in base al tempo di deriva richiesto prima che colpisca l'elettrodo, e il batterio può essere identificato in base a una specifica composizione di COV."

I test di laboratorio iniziali sono stati completati con successo, e la procedura diagnostica non invasiva di nuova concezione ha un grande potenziale per discriminare tra diversi agenti patogeni. Kuhlmeier e il suo team stanno attualmente ottimizzando il metodo. Il piano è perfezionare la diagnostica nel nuovo Fraunhofer Project Hub per i sistemi microelettronici e ottici per la biomedicina. Il Project Hub di Erfurt sarà ufficialmente inaugurato il 19 ottobre, 2018 di Fraunhofer Presidente Prof. Reimund Neugebauer, insieme al ministro dell'economia della Turingia, Scienza e società digitale, Wolfgang Tiefensee. Oltre al Fraunhofer IZI, gli Istituti Fraunhofer per l'ottica applicata e l'ingegneria di precisione IOF e per i microsistemi fotonici IPMS riguarderanno la bioscienza, microelettronica e ingegneria dei microsistemi, così come l'ottica e la fotonica con le loro competenze chiave.

Gli studi preclinici sono previsti per il 2019. Quindi il team di ricerca di Lipsia prevede di condurre ulteriori test per analizzare l'influenza dell'assunzione di cibo sul respiro e per verificare come questo influenzi le diagnosi.