Il sistema di rilevamento utilizza una membrana cellulare su microchip che ricrea le condizioni biologiche e i passaggi biologici dell’infezione. Questo consente ai ricercatori di caratterizzare rapidamente le varianti di preoccupazione e di analizzare i meccanismi che favoriscono la diffusione della malattia, evitando le complessità dei sistemi attuali.
Susan Daniel, professore di ingegneria chimica e autore principale dello studio pubblicato su Nature Communications, ha sottolineato l’importanza di questo strumento nel contesto attuale, dove le varianti del virus emergono periodicamente suscitando preoccupazione pubblica. Il dispositivo permette di determinare rapidamente se una variante rappresenta una minaccia reale, facilitando decisioni informate sulla necessità di monitorarla attentamente o di sviluppare nuovi vaccini.
Il biochip si distingue per la sua capacità di riprodurre i segnali biologici e i processi che innescano un’infezione a livello della membrana cellulare di una singola cellula, ingannando la variante virale a comportarsi come se fosse in un sistema cellulare reale. Questo può indicare, ad esempio, se una variante è in grado di rilasciare efficacemente il suo genoma attraverso la biomembrana, un fattore che può suggerire un potenziale elevato di infezione umana.
L’adattabilità del dispositivo è notevole, poiché può essere configurato per studiare vari virus, a condizione che i ricercatori conoscano il tipo di cellula suscettibile all’infezione e le peculiarità biologiche che permettono a un’infezione specifica di prosperare. Questo include, per esempio, la necessità di una diminuzione del pH per attivare l’emagglutinina dell’influenza o un enzima che attiva la proteina spike del coronavirus.
Il lavoro di ricerca è stato supportato da diverse istituzioni, tra cui la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), l’Army Research Office, il programma Smith Fellowship for Postdoctoral Innovation di Cornell, il programma Schmidt Futures e la National Science Foundation.
In sintesi, il dispositivo bioelettrico sviluppato dall’Università di Cornell rappresenta un avanzamento significativo nella tecnologia di rilevazione virale, offrendo un metodo rapido, efficace e versatile per la caratterizzazione precoce dei virus e la risposta a potenziali minacce sanitarie.