Un chip di plastica rileva i virus trasmessi dall’acqua
Le acque reflue urbane contengono numerosissimi virus patogeni per l’uomo, impossibili da eliminare totalmente, anche con i più avanzati trattamenti delle acque reflue. Inoltre, i tradizionali indicatori biologici della qualità dell’acqua richiedono un notevole dispendio di tempo e lavoro e non forniscono informazioni adeguate sulla presenza di virus patogeni. Tali problematiche sono state affrontate dal progetto AQUAVIR (Portable automated water analyser for viruses). Il consorzio, formato da 14 partner appartenenti a 8 paesi europei, si è proposto di sviluppare un prototipo di sistema di sensori di virus, per monitorare il rotavirus, il norovirus e il virus dell’epatite A in vari tipi di acque destinate all’uso umano. “Il sistema di monitoraggio dei virus ha lo scopo di rilevare particelle virali in un campione concentrato di acqua, sulla base di una lettura di valori elettrica. I dati delle misurazioni possono poi essere inviati a una stazione di monitoraggio,” spiega la dott.ssa Noemi Rozlosnik, coordinatrice di AQUAVIR. “Il sistema si compone di un un’unità di campionamento e filtraggio dell’acqua (WSFU) e di un sistema di concentrazione e misurazione (CMS), che comprende un’unità di concentrazione di virus (VCU) e un’unità di rilevazione di virus (VDU)”. I campioni di acqua sono prelevati dalla WSFU e convogliati attraverso un filtro sgrossatore, per eliminare il particolato e, quindi, attraverso una lana di vetro. Viene poi impiegato un tampone di eluizione per recuperare i virus dalla lana di vetro; il campione raccolto viene stoccato per l’ulteriore elaborazione. Nel frattempo, allo scopo di migliorare il limite di rilevazione del sistema, viene utilizzato il CMS per aumentare la concentrazione di virus nel campione liquido. I virus d’interesse vengono rilevati con precisione grazie a un chip in platica monouso poco costoso. All’interno del chip del sensore, vari set di elettrodi vengono esposti a un campione di liquido. Gli elettrodi sono funzionalizzati con specifiche molecole di riconoscimento (aptameri), caratterizzate da una decisa affinità per i patogeni che stanno rilevando. “La molecola di riconoscimento, vale a dire l’aptamero, è una corta sequenza di oligonucleotidi (DNA a singolo filamento), con una funzione simile agli anticorpi, e la rilevazione dei patogeni bersaglio si basa su misurazione elettrica. Pertanto, è possibile rilevare analiti diversi contemporaneamente sui differenti elettrodi,” spiega la dott.ssa Rozlosnik. Tra i risultati di AQUAVIR figura la prova di concetto relativa alla concentrazione di particelle virali da un campione d’acqua, mediante un chip microfluidico e la rilevazione del norovirus in acqua non depurata, acqua superficiale e acque reflue. Tra gli altri risultati, si può citare la produzione in massa di chip monouso completamente in plastica, per la rilevazione di patogeni. Lo sviluppo di un multisensore portatile e semplice da usare che si avvale di chip poco costosi contribuirà alla riduzione dei costi di monitoraggio dei patogeni virali. Consentirà inoltre di standardizzare i livelli di contaminazione da virus nell’acqua, poiché è possibile ottenere risultati quantitativi dalla lettura elettronica di valori, in modo da fornire test di virus ordinari. Il mercato che offre maggior potenzialità al sistema di rilevazione di virus AQUAVIRUS rientra nell’ambito del settore idrico. Altri utenti finali si possono individuare negli ispettorati ambientali e nelle direzioni gestionali idriche, che potrebbero trarre vantaggio dall’uso del sensore di virus nel periodico monitoraggio di vigilanza previsto dalla Direttiva quadro in materia di acque dell’UE (WFD). Inoltre, gli utenti finali possono costituire dei database o integrare database esistenti, riguardanti lo stato virologico di corpi idrici, oppure controllare risorse di acque non depurate, prima e dopo l’uso di tecnologie per il trattamento delle acque. Sarà particolarmente interessante per le industrie agroalimentari, i birrifici e le industrie lattiero-casearie.
Parole chiave
Qualità dell’acqua, virus patogeni, AQUAVIR, aptameri, rilevamento elettrico