Ora c'è un COVID rapido e accurato

La pandemia di COVID-19 sarà per sempre associata a blocchi e disagi senza precedenti, come l’uso di mascherine in pubblico. E questo è in gran parte dovuto al fatto che gli esperti sanitari non avevano idea esattamente di dove si nascondesse il virus SARS-CoV-2 e di quanto fossero rischiosi ambienti affollati come luoghi di lavoro, aule e trasporti pubblici.

Ma cosa accadrebbe se un dispositivo mobile facile da usare potesse rilevare, in tempo reale, la SARS-CoV-2 in un dato spazio? Ciò darebbe alle persone la sicurezza di restare senza maschera, se non ci fossero virus in giro, o di prendere precauzioni come indossare una maschera o evitare del tutto l’impostazione se il virus fosse rilevato.

I ricercatori della Washington University St. Louis riferiscono su Nature Communications di aver fatto proprio questo, con un prototipo di dispositivo delle dimensioni di un forno a microonde in grado di rilevare segni di SARS-CoV-2 in circa cinque minuti. Guidato da Rajan Chakrabarty, professore associato di ingegneria energetica, ambientale e chimica, il team voleva migliorare il complicato processo di affidamento a rilevatori d'aria commerciali che possono solo campionare l'aria e richiedono ulteriori test PCR dei campioni che possono richiedere tutto il tempo necessario. 24 ore per restituire i risultati. I dispositivi sono anche costosi, variando da migliaia a decine di migliaia di dollari per unità. Dopo tre anni, hanno sviluppato un dispositivo che, secondo loro, funziona anche meglio dei metodi commerciali nei test di laboratorio e potrebbe essere scalato fino a costare pochi centesimi per test.

La chiave del successo del nuovo rilevatore COVID-19 è un metodo superveloce di circolazione dell’aria nel dispositivo che imita un ciclone. Aspira aria a circa mille litri al minuto dall'ambiente, creando una forma conica che intrappola eventuali particelle circolanti in quel flusso. Il dispositivo è dotato di un biosensore che fa due cose. Innanzitutto sfrutta minuscole molecole ottenute dai lama che aderiscono eccezionalmente bene alla proteina spike della SARS-CoV-2 per estrarre qualsiasi virus che potrebbe essere presente. Successivamente, una corrente elettrica viene fatta passare attraverso il biosensore e provoca l’ossidazione di un amminoacido specifico nella proteina spike, la reazione finale che verifica la presenza del virus SARS-CoV-2.

Nei test di laboratorio, il dispositivo ha dimostrato un’accuratezza compresa tra il 77% e l’83% nel rilevare il virus COVID-19, comprese le sue ultime varianti. (Rileva SARS-CoV-2, ma non è in grado di distinguere tra le diverse varianti.) Quando i ricercatori hanno testato diverse concentrazioni di virus sul loro dispositivo e due rilevatori d’aria disponibili in commercio, il loro è stato l’unico in grado di rilevare bassi livelli di materiale genetico virale sotto forma di RNA.

Il team ha inoltre inviato prototipi a due persone risultate positive al COVID-19 e che si sono offerte volontarie per utilizzare il dispositivo nelle loro case. I campionatori d’aria hanno rilevato accuratamente il virus nelle rispettive camere da letto dopo cinque minuti di campionamento.

L'RNA virale esalato o espulso da una persona infetta non rimane sotto forma di goccioline, ma viene aerosolizzato in particelle di diametro compreso tra 5 e 10 micrometri (per confronto, il diametro di un capello umano è compreso tra 40 e 70 micrometri). Dato che una stanza con un singolo individuo infetto può contenere solo 10 copie di RNA del virus SARS-CoV-2 per metro cubo di aria, le probabilità di raccogliere qualcosa di così piccolo in una stanza tipica sono circa una su un milione o uno su un miliardo. "È come trovare un ago in un pagliaio", afferma Chakrabarty.

Ma poiché questo dispositivo filtra l’aria a una velocità così elevata, aumenta notevolmente le possibilità di raccogliere quelle microscopiche particelle virali. “La bellezza di questa tecnica di rilevamento è che è ultra sensibile”, afferma Chakabarty. Sulla base dei test di laboratorio, dice, è possibile rilevare il virus emesso anche da una persona leggermente infetta in una stanza tipica.

E, poiché il dispositivo è portatile, Chakrabarty prevede che possa essere utilizzato ovunque le persone desiderino rapporti immediati sulla presenza del COVID-19, anche nelle case. La costruzione del rilevatore è costata al suo laboratorio qualche migliaio di dollari, ma prevede che con la produzione di massa il costo diminuirà in modo significativo. Una società di rilevamento delle malattie, Y2X Life Sciences, con sede a New York, spera di concedere in licenza la tecnologia all'università per fare proprio questo.