I ricercatori della School of Science della IUPUI hanno scoperto che i moscerini possono essere utilizzati come sensori chimici, con particolare attenzione al rilevamento di agenti di guerra chimica.

Nonostante i divieti diffusi, armi chimiche sono state dispiegate in recenti conflitti come la guerra civile siriana e alcuni esperti temono che possano essere utilizzate nella guerra in Ucraina. Uno studio IUPUI mostra che i moscerini potrebbero essere usati come alternativa più sicura per indagare sull'uso di queste armi, così come di altre sostanze chimiche nell'ambiente, tenendo gli esseri umani fuori da situazioni potenzialmente pericolose.

Il lavoro appare sulla rivista Environmental Science and Technology . La ricerca è stata finanziata attraverso una sovvenzione della US Defense Advanced Research Projects Agency.

"I moscerini sono onnipresenti e sono molto abili nel campionare l'ambiente che ci circonda", ha affermato Christine Picard, professore associato di biologia e direttrice del programma di scienze forensi e investigative presso la Scuola di scienze della IUPUI. "Voleranno attraverso l'ambiente, lo assaggeranno e quelle informazioni saranno archiviate nelle loro viscere. Attraverso una serie di esperimenti, siamo stati in grado di osservare come diversi fattori ambientali avrebbero influenzato la loro individuazione di simulanti di armi chimiche".

Il team di studenti che ha condotto gli esperimenti utilizzando un simulante di armi chimiche era guidato da Nick Manicke, professore associato di chimica e biologia chimica e di scienze forensi e investigative presso la IUPUI. Un simulante di armi chimiche condivide le caratteristiche dei veri agenti di guerra chimica, ma non è velenoso per le persone, così come i pesticidi, che sono chimicamente simili agli agenti di guerra chimica in termini di comportamento delle loro molecole.

"Abbiamo usato uno spettrometro di massa per determinare quali sostanze chimiche si trovassero nelle viscere dei moscerini", ha detto Manicke. "Siamo stati in grado di rilevare i simulanti di agenti di guerra chimica e anche alcune delle cose in cui gli agenti chimici vengono scomposti una volta che sono nell'ambiente. Se una mosca dovesse imbattersi in una fonte d'acqua, con un agente chimico idrolizzato nel acqua, la troveremmo al volo."

Sebbene gli agenti di guerra chimica non persistono a lungo nell'ambiente, i ricercatori hanno scoperto che sono conservati abbastanza bene nelle viscere della mosca per l'analisi chimica. Sono stati anche in grado di rilevare i simulanti di agenti di guerra chimica fino a 14 giorni dopo l'esposizione iniziale di una mosca, illustrando un'alternativa più sicura per la raccolta di campioni, senza mettere a rischio vite umane.

"Se un'area è troppo pericolosa, troppo remota o in un'area ad accesso limitato, o se si desidera semplicemente raccogliere campioni di nascosto, è sufficiente tirare fuori un'esca e le mosche arriveranno all'esca", ha detto Manicke. "Possiamo scansionare grandi aree attirando le mosche in una trappola e analizzando cosa c'è nelle loro viscere."

Questa ricerca ha anche importanti applicazioni per gli scienziati ambientali che vogliono capire come gli inquinanti, come i pesticidi, si muovono nell'ambiente.

"Grazie alla collaborazione tra il dottor Manicke e il dottor Picard, siamo stati in grado di lavorare su un progetto con il potenziale per avere un impatto diretto", ha affermato Sarah Dowling, Ph.D. studente coautore dello studio. "È appagante sapere che il lavoro svolto durante questo progetto potrebbe migliorare la sicurezza dei combattenti e di altri che si occupano di sostanze chimiche nell'ambiente."

Successivamente, i ricercatori intendono applicare ciò che hanno appreso da questo studio verso un nuovo progetto biennale finanziato dall'Ufficio di ricerca dell'esercito sulla chimica ambientale. Questo lavoro si concentrerà sul rilevamento di molecole da "munizioni insensibili", che sono un nuovo tipo di composti esplosivi che hanno meno probabilità di esplodere accidentalmente. Per questo motivo, tuttavia, tendono a depositarsi maggiormente nell'ambiente.

Usando moscerini provenienti da aree remote o pericolose, Manicke e Picard cercheranno tracce di composti di munizioni insensibili nelle mosche, indicando una contaminazione ambientale. + Esplora ulteriormente

Lo studio trova l'anello mancante tra i mosconi e la possibile trasmissione di agenti patogeni