Un nuovo biosensore per i patogeni enterici
L’epitelio intestinale costituisce un’importante barriera contro le infezioni. È composto da un unico strato di cellule che rivestono lo stomaco e il colon. In tal modo si restringe l’ingresso di tossine e patogeni mentre si assorbono selettivamente i nutrienti che sostengono il corpo. Tuttavia, i patogeni hanno escogitato modi per distruggere l’integrità della barriera epiteliale intestinale e compromettere il normale assorbimento d’acqua che causa la diarrea. Per migliorare la rilevazione di patogeni enterici, alcuni scienziati impegnati nel progetto CELLTOX (Integration of living cells with organic transistors for the rapid detection of toxins and enteric pathogens), finanziato dall’UE, hanno sviluppato un nuovo tipo di biosensore. Questo dispositivo innovativo si è basato sul principio dell’impiego di cellule epiteliali vive coltivate su un transistor elettrochimico organico (OECT). I partner hanno sfruttato la capacità di materiali elettronici organici di condurre sia vettori elettronici che ionici. Nel corso del progetto, gli scienziati hanno dimostrato l’integrazione degli strati cellulari epiteliali con gli OECT, come mezzo per valutare l’integrità del tessuto barriera. Quando le cellule vengono attaccate da un patogeno enterico, il monostrato viene sconvolto e gli ioni migrano nel polimero, facendo passare il transistor sullo stato inattivo. A confronto con metodi diagnostici esistenti, il dispositivo CELLTOX ha evidenziato una sensibilità decisamente superiore nella rilevazione di una varietà di tossine e patogeni, compreso il patogeno a trasmissione alimentare Salmonella typhimurium. Attraverso test eseguiti sul latte, è stata dimostrata la fattibilità della diagnostica in applicazioni alimentari e di sicurezza. La fabbricazione a basso costo degli OECT garantisce sensori portatili e poco costosi, utilizzabili per l’elaborazione ad alta intensità dei campioni. Nonostante la fine del progetto, il consorzio attualmente sta lavorando su un prototipo che dimostrerà questo principio. Nel complesso, il dispositivo CELLTOX costituisce un sensore dinamico e dotato di alta sensibilità per la diagnostica in vitro di patogeni e tossine. Inoltre, il design di questo dispositivo è adattabile a varie applicazioni, nella diagnostica medica, in agricoltura e nella protezione dell’ambiente.
Parole chiave
Biosensore, patogeni enterici, malattie diarroiche, epitelio, transistor elettrochimico organico