Percepire e rilevare i biomarker delle malattie
Le potenziali minacce al benessere del corpo includono sostanze estranee dall'ambiente, come batteri o pollini. Anche sostanze formatesi all'interno del corpo come le tossine, o addirittura le cellule tissutali del corpo stesso (da cui il termine risposta autoimmune) possono far scattare una risposta immunitaria. Gli anticorpi sono formati dal corpo per combattere i nemici, e qualsiasi sostanza che induca la formazione di anticorpi è detta antigene. Questi ultimi sono tipicamente localizzati sulla superficie delle cellule sospette. L'anticorpo si lega al proprio specifico antigene allo stesso modo di una serratura con la propria chiave, e lo immobilizza fino a quando altre cellule immunitarie possono distruggerlo o portarlo via. Una serie di osservazioni sperimentali ha dimostrato che gli anticorpi caricati su una matrice elettroconduttiva (in grado di condurre elettricità) producevano una corrente elettrica quando si legavano transitoriamente ai loro antigeni. Con il finanziamento per il progetto Elisha ("Electronic immuno-interfaces and surface nanobiotechnology: A heterodoxical approach") ricercatori europei hanno cercato di stabilire la natura e l'origine del meccanismo di trasduzione del segnale a queste interfacce nanostrutturate. L'approfondita comprensione dei meccanismi e la creazione di appropriati dispositivi elettrici specializzati hanno portato allo sviluppo di una varietà di nuovi immunosensori economici e affidabili per l'uso medico diagnostico. I protocolli di fabbricazione Elisha hanno reso possibile la produzione di un immunosensore in grado di rilevare il marker del cancro alla prostata, l'antigene prostatico specifico (PSA). Il PSA era presente a livelli molto più bassi rispetto a quelli presenti nel sangue, il campione biologico convenzionale per lo screening. Simili risultati sono stati ottenuti anche per un biomarker del trauma, come quello prodotto dal colpo apoplettico o dall'infarto. Un altro sensore ha rilevato un biomarker di micro-emoglobinuria, una condizione in cui piccole percentuali di sangue passano nelle urine. I sistemi di immunosensori Elisha sono stati fabbricati in semplici dispositivi portatili che incorporano algoritmi di elaborazione veloce del segnale. Potrebbero essere facilmente usati in applicazioni mobili (ambulanze) nonché per la sanità domestica per l'elaborazione immediata di dati e il filtraggio di risposte di binding non specifico. Il metodo Elisha è quindi un modello da cui si potrebbero sviluppare innumerevoli immunosensori per il rilevamento rapido e affidabile degli antigeni presenti in quantità molto ridotte. Il potenziale della sua commercializzazione è entusiasmante, e l'implementazione dovrebbe migliorare grandemente la diagnostica medica e la salute umana.
