Una nuova tecnologia che riconosce singole molecole

Talmente precisa da individuare fino a una singola molecola: stiamo parlando di una nuova tecnologia, tutta italiana, che è sensibile anche ad una sola proteina. E che per questo promette di diagnosticare malattie ancora prima che si manifestino, individuandone attraverso i biomarcatori, i primissimi segnali. Questa tecnologia è composta da un dispositivo bioelettronico delle dimensioni di qualche millimetro, una caratteristica che lo rende facilmente fabbricabile a basso costo. Il sistema, chimato SiMoT (Single-Molecule with a Transistor), è stato messo a punto da una collaborazione fra l’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn), l’Università degli studi di Bari Aldo Moro, l’Università di Brescia e il Consorzio per lo sviluppo di sistemi a grande interfase. I risultati sono pubblicati su Nature Communications e il dispositivo è recensito su Nature.

I ricercatori sono partiti dall’osservazione che alcune cellule sono in grado attraverso la loro membrana di riconoscere singole proteine come i ferormoni. Imitando questo meccanismo naturale, hanno messo a punto un transistor bioelettronico delle dimensioni di pochi millimetri, costituito da strati autoassemblati di spessore nanometrico, che simula la membrana cellulare. Questo transistor, inoltre, è selettivo in quanto vede soltanto la proteina di interesse, senza la necessità di intervento di altre molecole (per cui è label-free).

Inoltre, la tecnologia è costituita da piattaforma generale che può essere facilmente adattata alla rivelazione di uno specifico biomarcatore, per esempio un antigene. “Per farlo, è sufficiente integrare nel dispositivo l’anticorpo che riconosce l’antigene di interesse”, sottolinea Luisa Torsi dell’Università di Bari. Gli autori sottolineano che questa particolare abilità del dispositivo potrebbe rappresentare una rivoluzione per la diagnostica medica che, attualmente, si basa su tecnologie che rivelano al più centinaia di migliaia di marcatori.

Così si potrebbe riuscire a rilevare il più piccolo aumento di un determinato biomarcatore, come sottolinea Gaetano Scamarcio responsabile del Cnr-Ifn di Bari ma anche studiare la progressione della patologia. “Sarà forse addirittura possibile identificare il momento preciso in cui un organismo passa dallo stato di salute alla malattia aumentando enormemente la capacità di curare le patologie attraverso metodi di trattamento tempestivi, specifici e mirati”, spiega Scamarcio. “Ma potrà anche tenere sotto controllo le recidive, per esempio dopo l’asportazione di un tumore, e limitare l’uso di procedure invasive come le biopsie, permettendo la rilevazione di marcatori in fluidi biologici facilmente accessibili come il sangue, l’urina o anche la saliva nei quali i marcatori sono presenti a concentrazioni bassissime”.

Riferimenti: Nature Communications, Cnr