Cercare la vita su altri pianeti non è semplice. Di solito si basa sul rilevamento chimico, che potrebbe essere limitato o addirittura completamente irrilevante per la biologia aliena. D'altra parte, il movimento è un tratto di tutta la vita, e può essere utilizzato per identificare i microrganismi senza bisogno di preconoscenza chimica. Gli scienziati dell'EPFL hanno ora sviluppato un rilevatore di movimento estremamente sensibile ma semplice che può essere costruito facilmente adattando la tecnologia già esistente. Il sistema si è dimostrato accurato nel rilevamento di batteri, lievito, e persino le cellule cancerose, ed è considerato per i test rapidi di droghe e persino per l'individuazione di vita extraterrestre. L'opera è pubblicata su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ).

Giovanni Dietler, Sandor Kasas e Giovanni Longo dell'EPFL hanno sviluppato un rilevatore di movimento che utilizza un cantilever di dimensioni nanometriche per rilevare il movimento. Un cantilever è essenzialmente una trave che è ancorata solo ad un'estremità, con l'altra estremità che sopporta un carico. Il design a sbalzo viene spesso utilizzato con ponti ed edifici, ma qui è implementato sulla scala micrometrica, e su di esso si possono depositare circa 500 batteri.

L'idea nasce dalla tecnologia alla base di un microscopio esistente, il microscopio a forza atomica. Questo potente microscopio utilizza un cantilever per produrre immagini degli stessi atomi su una superficie. Il cantilever scansiona la superficie come l'ago di un giradischi e il suo movimento su e giù viene letto da un laser per produrre un'immagine.

Il sensore di movimento sviluppato da Dietler e Kasas funziona allo stesso modo, ma qui il campione è attaccato al cantilever stesso. Per esempio, un batterio si attacca al cantilever. Se il batterio è vivo, si muoverà inevitabilmente in qualche modo, per esempio. muovere il suo flagello o semplicemente svolgere le normali funzioni biologiche. Quel movimento muove anche il cantilever molto più piccolo e sensibile e viene catturato dal laser di lettura come una serie di vibrazioni. Il segnale è preso come un segno di vita.

Gli scienziati dell'EPFL hanno testato con successo il loro nuovo sistema con batteri isolati, lievito, topo e cellule umane. Hanno anche testato il terreno dei campi intorno al campus dell'EPFL e l'acqua del vicino fiume Sorge. In ogni caso, sono stati in grado di rilevare e isolare con precisione le firme delle vibrazioni dalle cellule viventi. Quando usavano droghe per uccidere qualcosa di vivo, i segnali di movimento si fermarono.

"Il sistema ha il vantaggio di essere completamente privo di sostanze chimiche, ", afferma Dietler. "Ciò significa che può essere utilizzato ovunque, nei test antidroga o persino nella ricerca di vita extraterrestre". Gli scienziati prevedono una vasta gamma di sensori a sbalzo utilizzati nelle future sonde di esplorazione spaziale come il rover su Marte. sul movimento piuttosto che sulla chimica, il sensore a sbalzo sarebbe in grado di rilevare forme di vita in mezzi nativi di altri pianeti, come il metano nei laghi di Titano.

Però, le applicazioni più immediate del sistema cantilever sono nello sviluppo dei farmaci. Utilizzato in una matrice più ampia, i cantilever potrebbero essere ricoperti di batteri o cellule cancerose e incubati con vari composti farmacologici. Se i farmaci sono efficaci contro le cellule attaccate, i segnali di movimento diminuirebbero o si fermerebbero del tutto quando le cellule muoiono. Questo approccio sarebbe considerevolmente più rapido degli attuali sistemi ad alto rendimento utilizzati dalle aziende farmaceutiche quando si cercano antibiotici o farmaci antitumorali candidati.

"Questo è davvero il prossimo passo, " dice Dietler. "Ma stiamo ancora chiamando l'ESA e la NASA per vedere se sono interessati".