Dott.ssa Shalini Prasad (davanti), capo dipartimento ad interim di bioingegneria presso la Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, contiene il biosensore di THC sviluppato dal suo team. Indietro, da sinistra, sono ingegneria elettrica Ph.D. studente Devangsingh Sankhala, ingegnere di ricerca Paul Rice e Ph.D. in ingegneria biomedica. studente Vikram Narayanan Dhamu.

La marijuana è la droga illecita più comunemente usata negli Stati Uniti. Mentre gli stati sono alle prese con le leggi sulla marijuana, le agenzie di pubblica sicurezza affrontano sfide nell'identificare coloro che guidano sotto la sua influenza.

I ricercatori dell'Università del Texas a Dallas hanno creato un sensore che utilizza la saliva per segnalare rapidamente, entro un minuto, il livello di THC di un soggetto, la componente psicoattiva della marijuana.

Il loro studio proof-of-concept, pubblicato a settembre in Rapporti scientifici sulla natura , potrebbe aprire la strada a una nuova valutazione DUI lungo la strada per il THC che funziona più o meno allo stesso modo dei test per la compromissione dell'alcol.

"Anche qui in Texas, dove la marijuana non è ancora legale, la conversazione è già iniziata, " ha detto il dottor Shalini Prasad, autore corrispondente dello studio e capo del dipartimento ad interim di bioingegneria presso la Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science. "Abbiamo tecnologie che, se fai una rapida schermata a una fermata lungo la strada, può determinare con precisione i livelli di THC?"

Il componente attivo della marijuana, tetraidrocannabinolo (THC), può influenzare la memoria di un utente, movimenti, il processo decisionale, concentrazione, coordinazione, e la percezione sensoriale e temporale.

"Gli effetti della marijuana variano così tanto da persona a persona, " disse Prasad, il Cecil H. e Ida Green Professor in Systems Biology Science. "C'è una ricerca significativa su come funziona il suo metabolismo. Ma determinare come funziona sulla popolazione generale attraverso vari dati demografici è difficile, molto più che per l'alcol".

Il team di Prasad ha precedentemente sviluppato biosensori che analizzano il sudore per rilevare i livelli di alcune sostanze chimiche, come il glucosio, nel corpo. Ma la linea temporale da quando la marijuana entra nel corpo a quando esce attraverso il sudore è troppo lunga per scopi di sicurezza pubblica. Il sangue preleva, mentre preciso, richiedono anche tempo, invasivo e coinvolge competenze mediche che non tutto il personale delle forze dell'ordine possiede.

"Per una valutazione di sicurezza pubblica, il tempo è critico, " Prasad ha detto. "Dopo aver esaminato le tecnologie esistenti, abbiamo deciso di produrre letture più veloci, per realizzare un dispositivo facile da usare e per garantire che l'interpretazione dei dati sia estremamente robusta."

Prasad ha spiegato che l'utilità di un test più rapido andrebbe oltre le preoccupazioni per la sicurezza pubblica.

"Nei luoghi in cui è legale, la marijuana viene somministrata anche in uno spazio medico, ", ha detto. "Quindi devono anche capire la portata dell'impatto terapeutico".

Attaccarsi alla saliva

La saliva offre un'alternativa al sangue e al sudore che risolve il problema del tempo mantenendo la precisione. Inoltre può essere ottenuto facilmente tramite un tampone della guancia.

"Esistono già kit casalinghi per questo scopo, ma richiedono una grande precisione di guida e richiedono comunque più tempo di quanto qualcuno avrebbe a una fermata lungo la strada, "Ha detto Prasad.

Il metodo di Prasad si basa sull'attività elettrochimica delle molecole, o come rispondono a un campo elettrico. Dopo l'uso di marijuana, Il THC nel corpo si scompone in molecole chiamate metaboliti. Il dispositivo di Prasad capta il segnale elettrochimico distinto di un metabolita, e la forza del segnale indica la concentrazione di THC.

Nonostante sia la scelta migliore, la saliva presenta ancora complicazioni.

"Ci sono molte più molecole interferenti nella saliva, " ha detto. "Molti di questi altri composti sono molto più elettroattivi del metabolita THC, il che rende difficile il rilevamento tramite l'elettrochimica che abbiamo usato nei nostri sensori di glucosio. Questa è la sfida ingegneristica".

La saliva può anche essere piuttosto acida, aggiungendo un altro ostacolo al processo di rilevamento.

"Gli acidi tendono a camuffare altri segnali elettrochimici, "Ha detto Prasad. "Quindi abbiamo dovuto trovare un modo per filtrare quel rumore."

Il team di Prasad ha superato il problema del segnale-rumore progettando un rivestimento per il sensore che funge da lubrificante, diffondendosi in risposta al metabolita bersaglio per amplificare il segnale.

"Stiamo sintonizzando il quadrante su una radio metaforica, " ha detto. "Conosciamo la frequenza della 'stazione' che vogliamo, questo è, dove il metabolita THC si lega al nostro rivestimento. Il nostro quadrante sintonizza le altre frequenze, aumentando la sensibilità del nostro sensore."

Il team di Prasad ha lavorato per circa tre anni, spento e acceso, sul metodo di rilevamento della saliva. I suoi risultati mostrano che la saliva può funzionare come alternativa agli esami del sangue per rilevare la marijuana.

"Abbiamo dimostrato con una precisione del 95% la correlazione tra la concentrazione salivare e la concentrazione ematica di THC, " lei disse.

Con un accurato test del prototipo in mano, Prasad spera di collaborare con ricercatori che lavorano a stretto contatto con il metabolismo della marijuana.

"Molti centri di ricerca e laboratori governativi conducono ricerche sul metabolismo della marijuana, e hanno aspettato che arrivasse uno strumento come il nostro, " lei disse.

Salute pubblica e sicurezza

Andando avanti, Prasad prevede di affrontare le esigenze relative sia alla salute pubblica che alla sicurezza.

"Il problema del livello di disabilità è impegnativo perché non esiste una soglia numerica esistente per il THC, come c'è con i livelli di alcol nel sangue, " Ha detto. "I legislatori e gli organismi di pubblica sicurezza hanno bisogno del contesto che tali letture forniscono per determinare un limite di concentrazione standard.

"Allo stesso tempo, come con qualsiasi altro medicinale, dove la marijuana viene usata per alleviare il dolore, vogliamo capire meglio l'efficacia del trattamento. Per esempio, quanto dura il periodo effettivo per dose? Che dosaggio è sufficiente? Il nostro sensore dovrebbe essere in grado di rispondere a queste domande".