I ricercatori dell'EPFL hanno costruito un dispositivo delle dimensioni di una scatola di fiammiferi che può testare la presenza di batteri in un paio di minuti, invece di diverse settimane.

Una nano-leva vibra in presenza di attività batterica, mentre un laser legge la vibrazione e la traduce in un segnale elettrico facilmente leggibile:l'assenza di segnale indica l'assenza di batteri. Grazie a questo metodo, è facile e veloce determinare se un batterio è stato efficacemente trattato con un antibiotico, uno strumento medico cruciale soprattutto per i ceppi resistenti. Facilmente utilizzabile nelle cliniche, potrebbe anche rivelarsi utile per testare il trattamento chemioterapico. La ricerca è pubblicata nell'ultimo numero di Nanotecnologia della natura .

"Questo metodo è veloce e preciso. E può essere uno strumento prezioso sia per i medici che cercano il giusto dosaggio di antibiotici, sia per i ricercatori per determinare quali sono i trattamenti più efficaci, " spiega Giovanni Dietler.

Laser e nanotecnologie leggono l'attività metabolica dei batteri

Attualmente ci vuole molto tempo per misurare la risposta di un'infezione batterica al trattamento antibiotico. I medici devono coltivare i batteri e poi osservarne la crescita, a volte per quasi un mese, come nel caso della tubercolosi, al fine di determinare se il trattamento è stato efficace.

Grazie ai progressi della tecnologia laser e ottica, il team di fisici dell'EPFL ha ridotto questo tempo a un paio di minuti. Fare così, Giovanni Dietler, Sandor Kasas e Giovanni Longo hanno sfruttato i movimenti microscopici del metabolismo di un batterio.

Questi segni vitali sono quasi impercettibili. Per metterli alla prova, i ricercatori posizionano i batteri su un dispositivo di misurazione estremamente sensibile che fa vibrare una piccola leva, solo leggermente più spessa di una ciocca di capelli, in presenza di una certa attività. La leva quindi vibra sotto l'attività metabolica dei germi. Queste oscillazioni infinitamente piccole, dell'ordine del milionesimo di millimetro, determinare la presenza o l'assenza dei batteri.

Per misurare queste vibrazioni, i ricercatori proiettano un laser sulla leva. La luce viene quindi riflessa e il segnale viene convertito in una corrente elettrica per essere interpretata dal medico o dal ricercatore. Quando la corrente elettrica è una linea piatta, si sa che i batteri sono tutti morti; è facile da leggere come un elettrocardiogramma.

Un metodo promettente per il trattamento del cancro

I ricercatori hanno miniaturizzato lo strumento:attualmente ha le dimensioni di una scatola di fiammiferi. "Unindo il nostro strumento con un dispositivo piezoelettrico invece di un laser, potremmo ridurre ulteriormente le sue dimensioni alle dimensioni di un microchip, ", afferma Giovanni Dietler. Potrebbero quindi essere combinati insieme per testare una serie di antibiotici su un ceppo in solo un paio di minuti.

I ricercatori stanno attualmente valutando il potenziale dello strumento in altri campi, in particolare oncologia. Stanno cercando di misurare il metabolismo delle cellule tumorali che sono state esposte al trattamento del cancro per valutare l'efficacia del trattamento. "Se il nostro metodo funziona anche in questo campo, abbiamo davvero uno strumento prezioso tra le mani che può permetterci di sviluppare nuovi trattamenti e anche di testare in modo rapido e semplice come reagisce il paziente al trattamento del cancro, "dice Sandor Kasas.