Il test diagnostico, basato sul sistema di editing genomico e ancora in via di sviluppo, fornisce una misurazione quantitativa delle particelle virali a partire da un tampone nasale in appena 30 minuti
Che gli smartphone ci abbiano cambiato la vita è ormai un dato di fatto, con tutti i pregi e i difetti che ne conseguono. Quello che forse non sapevamo è che un giorno sarebbero tornati utili anche per diagnosticare le infezioni virali. Lo hanno dimostrato ben due studi pubblicati a pochi giorni di distanza l’uno dall’altro lo scorso dicembre. Il primo riguarda il virus SARS-CoV-2 che da ormai un anno ha sconvolto le nostre vite. Un gruppo di ricercatori dell’Università della California di Berkeley (Stati Uniti) – tra cui la neo premio Nobel per la chimica Jennifer A. Doudna – ha sviluppato un test basato sulla tecnica di editing genomico CRISPR in grado di rilevare la presenza del nuovo coronavirus utilizzando un dispositivo collegato a un normale smartphone.
DIAGNOSTICA RAPIDA CONTRO SARS-COV-2
Lo studio è stato pubblicato su Cell il 4 dicembre 2020, seguito pochi giorno dopo da un altro lavoro pubblicato su Science Advances (di cui abbiamo parlato qui) da un gruppo di ricercatori della Harvard Medical School di Boston che hanno messo a punto uno strumento simile per diagnosticare diverse infezioni virali, tra cui Zika, l’epatite B e C. Sebbene si tratti solo di dati preliminari che necessitano di ulteriori conferme, l’auspicio ovviamente è che entrambi i test possano essere validati e utilizzati su larga scala in modo da contribuire alla lotta contro COVID-19 in primis, ma anche contro altre infezioni già note o che potrebbero comparire in futuro. “Il nostro studio mostra che possiamo eseguire il test molto rapidamente, effettuando la misurazione con strumenti di elettronica di consumo prodotti in serie senza dover ricorrere a complesse apparecchiature di laboratorio”, ha affermato Daniel Fletcher, bioingegnere dell'Università della California e coautore dell'articolo.
IN PRINCIPIO ERA L’HIV
La tecnologia in realtà era già in fase di studio con un altro scopo ed è stata poi velocemente adattata alla lotta contro COVID-19 allo scoppio della pandemia. L’idea di partenza era infatti quella di sviluppare un test diagnostico rapido e a domicilio per il virus dell’HIV. Da due anni Fletcher stava infatti lavorando in collaborazione con Melanie Ott e Jennifer Doudna, coautrici del lavoro, alla tecnica di diagnostica rapida per HIV per affrontare il bisogno di test frequenti per monitorare la carica virale in contemporanea all’assunzione di farmaci antivirali negli studi clinici. “La vera sfida nell’affrontare e fermare la pandemia – scrivono gli autori del lavoro – è identificare i portatori sintomatici del nuovo coronavirus, gli asintomatici e i presintomatici in tempi rapidi”. I test attuali infatti, come quelli basati sulla PCR richiedono procedure complesse, molto tempo e costose apparecchiature di laboratorio, creando un collo di bottiglia nell'ottenimento dei risultati. “In questo quadro la diagnostica che abbiamo sviluppato, rapida, portatile e accurata, potrebbe portare ad un importante incremento dei test”, hanno aggiunto.
COME FUNZIONA IL TEST
In particolare, il test utilizza il sistema CRISPR-Cas13a in grado di legare l’RNA (ricordiamo che il genoma dei Sars-Cov2 è formato da RNA) e già in studio come rilevatore di infezioni. Quando Cas13 si lega all'RNA del virus non solo taglia la sequenza bersaglio ma inizia a fare a pezzetti l’RNA circostante, compresa una sonda a base di RNA aggiunta dai ricercatori, che quando tagliata produce una fluorescenza. Il dispositivo utilizzato nell’esperimento, usa poi un laser per eccitare questa fluorescenza e una fotocamera per smartphone che ne rileva la luce, fornendo una misurazione quantitativa delle particelle virali presenti nel campione. Un aspetto importante rispetto ai metodi tradizionali basati sulla PCR che, lavorando con materiale amplificato, danno una semplice indicazione sulla presenza del virus con un risultato positivo o negativo. Inoltre, il test dà una risposta in appena 30 minuti e, come già anticipato, non richiede apparecchiature di laboratorio ingombranti o costose. “La PCR è il gold standard attuale ma richiede molti passaggi” commenta Melanie Ott. “Questa nuova tecnica invece offre enormi opportunità visto che dà una quantificazione precisa dell'RNA. Un altro aspetto importante infine è che la fotocamera del telefono offre un segnale che è dieci volte migliore rispetto allo sviluppo di lastre in laboratorio".
UN’AMPIA VARIETA’ DI UTILIZZI
La speranza dei ricercatori è di riuscire a sviluppare velocemente un dispositivo che possa essere utilizzato a casa per lo screening di SARS-CoV-2 ma anche di altri virus, come quelli che causano raffreddore e influenza, a un prezzo non superiore ai 10 dollari. Il primo passo però è arrivare a una tecnologia da distribuire nelle farmacie e nelle cliniche. Precedenti ricerche nel laboratorio di Fletcher e colleghi hanno portato anche a dispositivi telefonici che rilevano visivamente i parassiti nel sangue o in altri campioni e l'attuale test dimostra come le telecamere degli smartphone possano essere utili anche per il rilevamento molecolare. Niente vieta infine che questi primi risultati ottenuti per SARS-CoV-2 possano essere ora utilizzati per il test dell’HIV ipotizzato in partenza: “Bisognerà cambiare i metodi di estrazione perché avremo a che fare con il sangue anziché con i tamponi nasali ma aver già sviluppato la parte di rilevamento fluorescente è un primo passo importante”, conclude Ott. Potrebbe essere l'inizio di una nuova era nel campo della diagnostica virale.
