Come stiamo si legge nel sudore, in futuro sensori indossabili si ‘stamperanno’ in serie

(Adnkronos) –
Il futuro della medicina personalizzata? E' scritto nel sudore. Nel senso che in questa secrezione del corpo umano i medici potrebbero 'leggere' esattamente di cosa ha bisogno un paziente e somministrare il giusto mix di nutrienti, metaboliti e farmaci, se necessario, per stabilizzare e migliorare le sue condizioni. Un'operazione simile, però, può essere resa possibile solo dal fatto di avere a disposizione degli strumenti – dei sensori indossabili – in grado di misurare e monitorare costantemente specifici biomarcatori di salute. Su questo aspetto interviene un team di scienziati Usa che ha sviluppato un modo per 'stamparli' in serie questi sensori.  Gli esperti, ingegneri del California Institute of Technology (Caltech), hanno messo a punto una tecnica per la stampa a getto d'inchiosto di matrici di nanoparticelle speciali, che consentirebbe la produzione di massa di sensori del sudore indossabili di lunga durata. Questi sensori potrebbero essere utilizzati per monitorare in tempo reale una varietà di biomarcatori, come vitamine, ormoni, metaboliti, farmaci, consentendo di seguire in diretta i cambiamenti nei livelli di queste molecole ed eventualmente intervenire. I biosensori indossabili che incorporano le nuove nanoparticelle, spiegano gli scienziati, sono stati utilizzati con successo per monitorare metaboliti nei pazienti con long Covid e livelli di farmaci chemioterapici nei pazienti oncologici al 'City of Hope' di Duarte, in California. "Sono solo due esempi di ciò che è possibile fare", afferma Wei Gao, professore di ingegneria medica all'Andrew and Peggy Cherng Department of Medical Engineering del Caltech. "Ci sono molte malattie croniche e i loro biomarcatori che possiamo ora monitorare in modo continuo e non invasivo con questi sensori", evidenzia l'autore corrispondente del lavoro pubblicato su 'Nature Materials', in cui si descrive la nuova tecnica. Le nanoparticelle, illustrano Gao e il suo team, sono cubiche e sono formate in una soluzione che include la molecola che i ricercatori vogliono tracciare. In pratica questa molecola bersaglio viene intrappolata all'interno delle nanoparticelle cubiche e poi rimossa, e lascia un 'guscio' con impronte molecolari punteggiato di fori che hanno forme esattamente corrispondenti. Sono come 'anticorpi artificiali' che riconoscono selettivamente le forme di sole molecole particolari. Per far funzionare il sensore gli ingegneri hanno sviluppato un sistema – nel nucleo di queste nanoparticelle cubiche – che quando entra a contatto con il sudore umano reagisce e in presenza della molecola target genera un segnale elettrico. La forza del segnale elettrico rivela anche la quantità della molecola presente. "Questo nucleo è fondamentale, è altamente stabile, anche nei fluidi biologici, rendendo questi sensori ideali per misurazioni a lungo termine", afferma Gao. 
Le nuove nanoparticelle sono versatili e vengono utilizzate per stampare matrici di sensori che misurano i livelli di più aminoacidi, metaboliti, ormoni, farmaci nel sudore o nei fluidi corporei, semplicemente utilizzando più 'inchiostri' di nanoparticelle in una singola matrice. Ad esempio, nello studio pubblicato i ricercatori hanno stampato nanoparticelle che si legano alla vitamina C insieme a quelle che riconoscono triptofano e creatinina, biomarcatore comunemente misurato per vedere la funzionalità dei reni. Tutte le nanoparticelle sono state combinate in un sensore che è stato poi prodotto in serie. Queste tre molecole sono di interesse negli studi sui pazienti con long Covid.  Allo stesso modo, i ricercatori hanno stampato sensori indossabili specifici per tre diversi farmaci antitumorali, su sensori individuali, che sono stati poi testati su pazienti oncologici. "Dimostrando il potenziale di questa tecnologia, siamo stati in grado di monitorare da remoto la quantità di farmaci antitumorali nel corpo in qualsiasi momento", conclude Gao. "Questo indica la strada verso l'obiettivo della personalizzazione della dose non solo per il cancro, ma anche per molte altre patologie". Il team ha anche dimostrato che le nanoparticelle possono essere utilizzate per stampare sensori che possono essere impiantati appena sottopelle per monitorare con precisione i livelli di farmaco nell'organismo. —cronacawebinfo@adnkronos.com (Web Info)