Il nuovo test diagnostico COVID-19 potrebbe fornire risultati in meno di 30 minuti

Man mano che altri casi Covid-19 compaiono in Italia e nel mondo, la necessità di test diagnostici rapidi e facili da usare sta diventando sempre più pressante. Una startup nata dal MIT sta ora lavorando a un test cartaceo in grado di fornire risultati in meno di mezz’ora, basato sulla tecnologia sviluppata presso l’Institute for Medical Engineering and Science (IMES) del MIT. E25Bio, con sede a Cambridge, che ha sviluppato il test, si sta ora preparando a sottoporlo alla FDA per “autorizzazione all’uso di emergenza”, che concederebbe l’approvazione temporanea per l’utilizzo del dispositivo su campioni di pazienti durante le emergenze di salute pubblica. Altrove attorno al MIT, diversi altri gruppi di ricerca stanno lavorando a progetti che potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio come vengono trasmessi i coronavirus e come prevenire l’infezione. Il loro lavoro tocca campi che vanno dalla diagnostica e dallo sviluppo di vaccini a misure più tradizionali di prevenzione delle malattie come il distanziamento sociale e il lavaggio delle mani. Negli ultimi anni, i ricercatori del MIT hanno lavorato su dispositivi diagnostici che funzionano in modo simile a un test di gravidanza ma possono identificare le proteine virali dai campioni dei pazienti. I ricercatori hanno utilizzato questa tecnologia, nota come tecnologia a flusso laterale, per creare test per Ebola, febbre dengue e virus Zika, tra le altre malattie infettive. I test consistono in strisce di carta che sono rivestite con anticorpi che si legano a una specifica proteina virale. Un secondo anticorpo è attaccato alle nanoparticelle d’oro e il campione del paziente viene aggiunto a una soluzione di tali particelle. La striscia reattiva viene quindi immersa in questa soluzione. Se è presente la proteina virale, si attacca agli anticorpi sulla striscia di carta e agli anticorpi legati alle nanoparticelle e una striscia colorata appare sulla striscia entro 20 minuti. Attualmente, sono disponibili due tipi principali di diagnostica Covid-19. Uno di questi test analizza i campioni di sangue dei pazienti alla ricerca di anticorpi contro il virus. Tuttavia, gli anticorpi spesso non sono rilevabili fino a pochi giorni dopo l’inizio dei sintomi. Un altro tipo di test cerca il DNA virale in un campione di espettorato. Questi test possono rilevare il virus all’inizio dell’infezione, ma richiedono la reazione a catena della polimerasi (PCR), una tecnologia che amplifica la quantità di DNA a livelli rilevabili e richiede diverse ore per essere eseguita. La speranza è che, simile ad altri test che hanno sviluppato, questo sarà utilizzabile il giorno in cui i sintomi si sviluppano. Non bisognerebbe aspettare la comparsa di anticorpi contro il virus. Se la Food and Drug Administration statunitense concede l’autorizzazione di emergenza, E25Bio potrebbe iniziare a testare la diagnostica con campioni di pazienti, cosa che non sono stati ancora in grado di fare. Se quelli hanno esito positivo, il passo successivo sarebbe parlare dell’utilizzo per un’effettiva diagnosi clinica. Un altro vantaggio di questo approccio è che i test su carta possono essere prodotti in modo facile ed economico in grandi quantità, aggiunge. Il 24 febbraio, solo circa un mese dopo la segnalazione del primo caso statunitense di coronavirus, la società biotecnologia Modern di Cambridge ha annunciato di avere un vaccino sperimentale pronto per il test. Questa rapida inversione di tendenza è dovuta ai vantaggi unici dei vaccini RNA. Un vantaggio chiave dell’RNA messaggero è la velocità con cui è possibile identificare una nuova sequenza e utilizzarla per elaborare un nuovo vaccino. I vaccini tradizionali consistono in una forma inattivata di una proteina virale che induce una risposta immunitaria. Tuttavia, questi vaccini di solito impiegano molto tempo a produrre risultati e, per alcune malattie, sono troppo rischiosi. I vaccini costituiti da RNA messaggero sono un’alternativa allettante perché inducono le cellule ospiti a produrre molte copie delle proteine che codificano, provocando una risposta immunitaria più forte rispetto alle proteine fornite da sole. I vaccini RNA possono anche essere riprogrammati rapidamente per colpire diverse proteine virali, purché sia nota la sequenza che codifica per la proteina. Finora il principale ostacolo allo sviluppo di tali vaccini è stato trovare modi efficaci e sicuri per somministrarli. L’RNA messaggero può codificare gli antigeni virali, ma per funzionare, devono trovare un modo per fornire questi antigeni nella parte corretta del corpo in modo che vengano espressi e generino una risposta immunitaria. Devono anche assicurarsi che il vaccino causi un’adeguata stimolazione immunitaria per ottenere una risposta forte. I ricercatori stimano che ci vorranno almeno 12-18 mesi per testare completamente qualsiasi potenziale vaccino Covid-19 per sicurezza ed efficacia. Attraverso esperimenti in laboratorio e in ambiente clinico, i ricercatori del MIT hanno verificato che quando una persona tossisce o starnutisce, non emettono uno spruzzo di singole goccioline che cadono rapidamente a terra ed evaporano, come avevano pensato una volta gli scienziati. Invece, producono una complessa nuvola di aria calda e umida che intrappola insieme goccioline di tutte le dimensioni, spingendole molto più in alto nell’aria di quanto ogni singola gocciolina viaggerebbe da sola. In media, gli esperimenti hanno rivelato che una tosse può trasmettere goccioline fino a 13-16 piedi, mentre uno starnuto può espellerle fino a 26 piedi di distanza. Le condizioni dell’aria circostante possono agire per disperdere ulteriormente le goccioline residue nei livelli superiori delle stanze. La presenza della nuvola di gas ad alta velocità è indipendente dal tipo di organismo o patogeno che la nuvola può contenere. Le goccioline al suo interno dipendono dalle proprietà di un agente patogeno, insieme alla fisiologia del paziente, una combinazione su cui il laboratorio si è concentrato nello specifico della decifrazione nel contesto dell’influenza. Ora sta espandendo i suoi studi e la sua modellazione a Covid-19, e il team di ricerca sostiene che ora è un momento critico per investire nella ricerca. Questo virus rimarrà con noi per un po’- e certamente i dati suggeriscono che non scomparirà all’improvviso quando il tempo cambierà. Esiste un equilibrio eccellente e importante tra sicurezza, precauzioni e azioni che è importante raggiungere per consentire e accelerare drasticamente la ricerca da svolgere ora in modo da poter essere meglio preparati e informati per le azioni nelle settimane e nei mesi a venire quando ci sarà il peggio della pandemia. Il gruppo di ricerca sta anche lavorando per valutare i modi per limitare la dispersione di una nuvola e la lenta trasmissione di Covid-19 agli operatori sanitari e ad altri in spazi condivisi. Una maschera chirurgica non è protettiva contro l’inalazione di un agente patogeno dalla nuvola. Per un paziente infetto che lo indossa, può contenere parte delle sostanze prodotte da tosse o starnuti, ma si tratta di espulsioni molto violente completamente aperte su tutti i lati e il fluido scorre attraverso il percorso di minor resistenza. Sulla base dei dati, si raccomanda agli operatori sanitari di indossare un respiratore ogni volta che sia possibile. E, per il grande pubblico, il rischio di contrarre COVID-19 rimane relativamente basso a livello locale e che il rischio dovrebbe essere considerato nel contesto della comunità. Un altro buon modo per proteggersi da tutte quelle minuscole goccioline infettive è lavarsi le mani. (Ancora e ancora e ancora.) Uno studio pubblicato a dicembre mostra l’importanza di migliorare i tassi di lavaggio delle mani negli aeroporti chiave al fine di ridurre la diffusione di un’epidemia. Ora, dice, a seguito dell’epidemia di Covid-19, i governi di tutto il mondo hanno imposto restrizioni senza precedenti sulla mobilità, inclusa la chiusura degli aeroporti e la sospensione delle rotte di volo. Allo stesso tempo, l’Organizzazione mondiale della sanità, i Centri statunitensi per il controllo delle malattie e molte altre agenzie sanitarie raccomandano l’igiene delle mani come la misura di precauzione numero uno contro la diffusione delle malattie. A seguito del recente articolo sull’impatto dell’igiene delle mani sulla diffusione globale delle malattie si sta attualmente studiando l’effetto combinato delle restrizioni sulla mobilità umana e un maggiore impegno nell’igiene delle mani sulla diffusione globale di COVID-19 attraverso la rete mondiale di trasporto aereo. I ricercatori stanno lavorando con dati dettagliati sul traffico aereo mondiale che rappresentano tutti i voli per il periodo tra 15 gennaio 2020 fino ad oggi (contabilizzando chiusure / cancellazioni) e il corrispondente periodo del 2019 (livello base) per chiarire il ruolo delle restrizioni di viaggio sulla diffusione globale di Covid-19 attraverso modelli dettagliati epidemiologici. Inoltre, simulano diverse strategie di igiene delle mani negli aeroporti oltre alle restrizioni di viaggio con l’obiettivo di proporre una strategia ottimale che combini restrizioni di viaggio e maggiore igiene delle mani, per mitigare l’avanzamento di Covid-19 sia nel a breve termine (settimane) e a lungo termine (la prossima stagione influenzale). Gli scienziati renderanno immediatamente disponibili i risultati tramite medarXiv, mentre il lavoro segue la revisione. Ciò consentirebbe inoltre alle informazioni di raggiungere altre istituzioni accademiche e governative in modo più tempestivo.

Daniele Corbo

Bibliografia: https://news.mit.edu/

Immagine:Questa immagine al microscopio elettronico a scansione mostra SARS-CoV-2 (giallo), noto anche come 2019-nCoV, il virus che causa COVID-19, isolato da un paziente, che emerge dalla superficie delle cellule (blu / rosa) coltivate in laboratorio . L’immagine è accreditata su NIAID-RML.

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