Poche persone che hanno subito tamponi nasofaringei per il test del coronavirus lo descriverebbero come un'esperienza piacevole. La procedura prevede l'applicazione di un lungo tampone nel naso per raccogliere un campione dalla parte posteriore del naso e della gola, che viene quindi analizzato per l'RNA SARS-CoV-2 mediante la reazione a catena della polimerasi a trascrizione inversa (RT-PCR). Ora, ricercatori che riferiscono in ACS Nano hanno sviluppato un prototipo di dispositivo che ha rilevato in modo non invasivo COVID-19 nel respiro espirato di pazienti infetti.

Oltre ad essere scomodo, l'attuale gold standard per i test COVID-19 richiede RT-PCR, una procedura di laboratorio che richiede tempo. A causa degli arretrati, ottenere un risultato può richiedere diversi giorni. Per ridurre i tassi di trasmissione e mortalità, i sistemi sanitari hanno bisogno di rapidità, test economici e di facile utilizzo. Hossam Haick, Hu Liu, Yueyin Pan e colleghi volevano sviluppare un sensore basato su nanomateriali in grado di rilevare il COVID-19 nell'espirazione, simile a un test dell'etilometro per l'intossicazione da alcol. Precedenti studi hanno dimostrato che i virus e le cellule che infettano emettono composti organici volatili (VOC) che possono essere espirati nel respiro.

I ricercatori hanno realizzato una serie di nanoparticelle d'oro legate a molecole sensibili a vari COV. Quando i VOC interagiscono con le molecole su una nanoparticella, la resistenza elettrica cambia. I ricercatori hanno addestrato il sensore a rilevare COVID-19 utilizzando l'apprendimento automatico per confrontare il modello dei segnali di resistenza elettrica ottenuti dal respiro di 49 pazienti COVID-19 confermati con quelli di 58 controlli sani e 33 pazienti con infezione polmonare non COVID a Wuhan, Cina. Ogni partecipante allo studio ha soffiato nel dispositivo per 2-3 secondi da una distanza di 1-2 cm. Una volta che l'apprendimento automatico ha identificato una potenziale firma COVID-19, il team ha testato l'accuratezza del dispositivo su un sottoinsieme di partecipanti. Nel set di prova, il dispositivo ha mostrato un'accuratezza del 76% nel distinguere i casi di COVID-19 dai controlli e un'accuratezza del 95% nel distinguere i casi di COVID-19 dalle infezioni polmonari. Il sensore potrebbe anche distinguere, con una precisione dell'88%, tra pazienti COVID-19 malati e guariti. Sebbene il test debba essere convalidato in più pazienti, potrebbe essere utile per lo screening di grandi popolazioni per determinare quali individui necessitano di ulteriori test, dicono i ricercatori.