I ricercatori della Boston University hanno sviluppato un semplice strumento diagnostico in grado di identificare rapidamente virus pericolosi come Ebola e Marburg. Il biosensore, che ha le dimensioni di un quarto e può rilevare virus in un campione di sangue, potrebbe essere utilizzato nei paesi in via di sviluppo, aeroporti e altri luoghi in cui potrebbero scoppiare epidemie naturali o provocate dall'uomo.
"Abilitando il rilevamento ultraportatile e veloce, la nostra tecnologia può avere un impatto diretto sul corso della nostra reazione contro le minacce del bioterrorismo e migliorare notevolmente la nostra capacità di confinare le epidemie virali, " ha affermato l'assistente professore Hatice Altug del Boston University College of Engineering, che ha co-guidato il gruppo di ricerca con l'assistente professore John Connor della Boston University School of Medicine.
Gli strumenti di diagnostica dei virus tradizionali sono efficaci, ma richiedono un'infrastruttura significativa e tempi di preparazione del campione. Il nuovo biosensore sviluppato presso la Boston University rileva direttamente i virus vivi dai supporti biologici con una preparazione del campione minima o addirittura nulla. La svolta è dettagliata nell'edizione online del 5 novembre di Nano lettere .
Dall'influenza aviaria all'H1N1, focolai di malattie virali a rapida diffusione negli ultimi anni hanno suscitato la preoccupazione di pandemie simili all'influenza spagnola del 1918 che ha causato oltre 50 milioni di morti. Una frazione significativa delle minacce virali odierne sono virus che utilizzano l'RNA per replicarsi. Gli individui infettati da questi virus spesso mostrano sintomi non specifici del virus, rendendoli difficili da diagnosticare. Tra questi ci sono i virus della febbre emorragica, come Ebola e Marburg, che potrebbero essere usati come agenti di guerra biologica. Fondamentale per identificare e contenere future epidemie di virus a base di RNA è lo sviluppo di un rapido, tecniche diagnostiche sensibili che gli operatori sanitari possono implementare rapidamente in modo che le persone infette possano essere rapidamente identificate e trattate.
In parte finanziato attraverso il Boston University Photonics Center e l'U.S. Army Research Laboratory, e lavorando in collaborazione con l'Istituto di ricerca medica dell'esercito degli Stati Uniti per le malattie infettive, il team ha dimostrato un rilevamento affidabile dei surrogati del virus della febbre emorragica (ad esempio per il virus Ebola) e dei virus del vaiolo (come il vaiolo delle scimmie o il vaiolo) in normali ambienti di laboratorio biologico.
"La nostra piattaforma può essere facilmente adattata per la diagnostica point-of-care per rilevare un'ampia gamma di agenti patogeni virali in contesti clinici con risorse limitate negli angoli più remoti del mondo, in applicazioni di difesa e sicurezza interna, nonché in ambienti civili come aeroporti, " disse Altug.
Connor ha notato un ulteriore, vantaggio significativo della nuova tecnologia. "Sarà relativamente facile sviluppare un dispositivo diagnostico che esamini simultaneamente diversi virus diversi, " ha osservato. "Questo potrebbe essere estremamente utile per fornire la diagnosi corretta."
Il nuovo biosensore è il primo a rilevare virus intatti sfruttando array di nanohole plasmonici, o schiere di aperture con diametri da circa 200 a 350 nanometri su pellicole metalliche che trasmettono la luce più fortemente a determinate lunghezze d'onda. Quando un virus vivo in una soluzione campione, come sangue o siero, si lega alla superficie del sensore, l'indice di rifrazione nelle immediate vicinanze del sensore cambia, provocando uno spostamento rilevabile nella frequenza di risonanza della luce trasmessa attraverso i nanofori. L'entità di tale spostamento rivela la presenza e la concentrazione del virus nella soluzione.
"A differenza degli approcci PCR ed ELISA, il nostro metodo non richiede l'amplificazione enzimatica di un segnale o la marcatura fluorescente di un prodotto, in modo che i campioni possano essere letti immediatamente dopo il legame del patogeno, " ha detto Altug. Ahmet Yanik, Il ricercatore associato di Altug che ha condotto gli esperimenti, aggiunto, "La nostra piattaforma è in grado di rilevare non solo la presenza dei virus intatti nei campioni analizzati, ma indicano anche l'intensità del processo di infezione".
I ricercatori stanno ora lavorando su una versione altamente portatile della loro piattaforma di biosensori utilizzando la tecnologia microfluidica progettata per l'uso sul campo con una formazione minima.
