E se i medici potessero non solo diagnosticare un'infezione da COVID-19, ma identificare quali pazienti sono a maggior rischio di morte prima che si presentino complicazioni importanti? Uno scienziato della Michigan State University crede che la nanotecnologia possa essere la risposta.

In un nuovo documento, Morteza Mahmoudi, professore assistente presso il Dipartimento di Radiologia, Precision Health Program presso il College of Human Medicine della MSU, ha proposto una piattaforma diagnostica point-of-care che utilizza nanoparticelle o levitazione magnetica per diagnosticare l'infezione e valutare il rischio futuro.

"Tale tecnologia sarebbe utile non solo per proteggere i centri sanitari dall'essere sopraffatti, "Mahmoudi ha detto, "ma potrebbe anche prevenire gravi carenze di risorse sanitarie, ridurre al minimo i tassi di mortalità e migliorare la gestione di future epidemie e pandemie".

Il concetto si basa sui diversi livelli di infezione e sugli stadi di malattia che alterano la composizione dei fluidi biologici come lacrime, saliva, urina e plasma. Infezioni e malattie diverse creano modelli diversi specifici per la carica virale e lo stadio della malattia, un po' come un'impronta digitale. Mahmoudi ha affermato che essere in grado di identificare e catalogare questi modelli sarebbe la chiave per qualsiasi svolta nella tecnologia diagnostica.

Iniziare, il fluido biologico di un paziente viene introdotto in una piccola raccolta di nanoparticelle inferiore a un millesimo del diametro di un capello umano. La superficie unica della particella raccoglie proteine, lipidi e altre molecole dai fluidi in uno schema che Mahmoudi chiama corona biomolecolare, o corona.

"Analizzando la composizione delle corone sulla superficie di minuscole particelle insieme ad approcci statistici, la piattaforma può fornire un modello di "impronta digitale" per i pazienti che potrebbero essere a rischio di morte dopo essere stati infettati da COVID-19, " disse Mahmoudi.

La chiave di queste due nuove piattaforme diagnostiche è la loro semplicità, che consente l'implementazione di dispositivi in ​​loco in cui i pazienti vengono assistiti. E poiché i campioni necessari dei pazienti sono fluidi corporei facilmente ottenibili, professionisti medici esperti non sarebbero tenuti a somministrare il test.

Per utilizzare modelli identificati come "impronte digitali" affidabili, " Mahmoudi ha suggerito che il dispositivo ospita una suite di piccole tecnologie di sensori, come un 'naso optoelettronico', in grado di visualizzare i risultati del test e produrre una diagnosi. "La piattaforma proposta potrebbe produrre un sensibile, sistema ottico di facile utilizzo per identificare con precisione i pazienti infetti da COVID-19 ad alto rischio di morte."

Mahmoudi ha anche proposto un'altra tecnologia basata su una recente scoperta nella levitazione magnetica basata su nanoparticelle, o MagLev in breve. Il metodo innovativo sospende i campioni di plasma dei pazienti in una soluzione di nanoparticelle magnetiche. Col tempo, si formano bande distinte di proteine, separando per densità. Proprio come la corona proteica, queste bande di proteine ​​dalla forma unica creano modelli distinti e affidabili utili per rilevare le malattie e gli stadi di infezione.

Mahmoudi ha scoperto che "immagini ottiche MagLev di proteine ​​levitate, sottoposto ad analisi di apprendimento automatico, offrire preziose informazioni sullo stato di salute dell'individuo." È fiducioso nelle capacità diagnostiche della tecnologia per i pazienti ad alto rischio di morte per COVID-19.

"Tali nanotecnologie per l'identificazione in fase iniziale di pazienti ad alto rischio potrebbero prevenire gravi carenze di risorse sanitarie, ridurre al minimo i tassi di mortalità e migliorare la gestione di future epidemie e pandemie, " disse Mahmoudi.

La carta, "Nanotecnologie emergenti per valutare il rischio di mortalità da infezione da COVID-19, " appare in Farmaceutica molecolare .