Molti test diagnostici utilizzano anticorpi per aiutare a confermare una miriade di condizioni mediche, dalle infezioni da Zika ai disturbi cardiaci e persino ad alcune forme di cancro. Gli anticorpi catturano e aiutano a rilevare le proteine, enzimi, batteri e virus presenti in lesioni e malattie, e devono essere mantenuti a una temperatura costantemente bassa per garantire la loro vitalità, spesso richiedendo la refrigerazione alimentata dall'elettricità. Questo può rendere i test diagnostici nei paesi sottosviluppati, disastri o aree remote e persino zone di guerra estremamente costose e difficili.

Un team di ingegneri della Washington University di St. Louis e dell'Air Force Research Laboratory ha scoperto una soluzione poco costosa:un rivestimento protettivo che potrebbe eliminare completamente la necessità di celle frigorifere e modificare la portata dei test diagnostici medici nei luoghi in cui è spesso necessario più.

"In molti paesi in via di sviluppo, l'elettricità non è garantita, " disse Srikanth Singamaneni, professore associato di ingegneria meccanica e scienza dei materiali in Ingegneria e scienze applicate presso la Washington University di St. Louis.

"Quindi, come possiamo ottenere la diagnosi medica al meglio? Non sapevamo come risolvere questo problema in precedenza".

Il team di Singamaneni aveva precedentemente utilizzato minuscole nanobarre d'oro nella ricerca biodiagnostica, misurare i cambiamenti nelle loro proprietà ottiche per quantificare le concentrazioni proteiche nei biofluidi:maggiore è la concentrazione, maggiore è la probabilità di lesioni o malattie.

In questa nuova ricerca, pubblicato in Materiale avanzato , Singamaneni ha lavorato con i docenti della Washington University's School of Medicine e i ricercatori dell'Air Force Research Lab per coltivare strutture metallo-organiche (MOF) attorno agli anticorpi attaccati ai nanotubi d'oro. I MOF cristallini hanno formato uno strato protettivo attorno agli anticorpi e hanno impedito loro di perdere attività a temperature elevate. L'effetto protettivo è durato per una settimana anche quando i campioni sono stati conservati a 60°C.

"Questa tecnologia consentirebbe lo screening point-of-care per i biomarcatori di malattie in contesti clinici urbani e rurali in cui il follow-up immediato del paziente è fondamentale per il trattamento e il benessere, " ha detto il dottor Jeremiah J. Morrissey, professore di anestesiologia, Divisione di Ricerca Clinica e Traslazionale, Washington University School of Medicine e coautore del documento.

"Il test in loco elimina il ritardo nell'invio di campioni di sangue/urina a un laboratorio centrale per i test e nel rintracciare i pazienti per discutere i risultati dei test. Inoltre, può ridurre i costi associati alla spedizione e allo stoccaggio refrigerati".

Lo strato protettivo MOF può essere rimosso rapidamente e facilmente dagli anticorpi con un semplice risciacquo con acqua leggermente acida, rendendo immediatamente pronta all'uso una striscia o carta diagnostica. Singamaneni afferma che questa ricerca di prova del concetto è ora pronta per essere testata per campioni clinici.

"Finché usi gli anticorpi, puoi usare questa tecnologia, " ha detto Congzhou Wang, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Singamaneni e l'autore principale del documento. "Nella biodiagnostica d'ora in poi, non avremo più bisogno di refrigerazione."

"La protezione degli anticorpi basata su MOF sulle superfici dei sensori è ideale per preservare le capacità di bioriconoscimento dei sensori progettati per l'impiego sul campo di battaglia, " ha detto il dottor Rajesh R. Naik, 711th Human Performance Wing del laboratorio di ricerca dell'aeronautica, Base aeronautica di Wright-Patterson, e un autore corrispondente del documento. "Fornisce una notevole stabilità ed è estremamente facile da rimuovere prima dell'uso."