Una nuova tecnica di biosensing potrebbe rivoluzionare la diagnosi e il trattamento di malattie come l’aritmia e l’Alzheimer. Grazie all’uso di piccole antenne wireless, infatti, è possibile monitorare segnali elettrici estremamente piccoli, rivelando così come le cellule comunicano tra loro. Questo innovativo approccio, sviluppato dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT), è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.
Tradizionalmente, i dispositivi utilizzati per rilevare segnali elettrici nelle colture cellulari o in ambienti liquidi impiegano fili per connettere ciascun elettrodo a un amplificatore. Tuttavia, poiché solo un numero limitato di fili può essere connesso al dispositivo, ciò limita il numero di siti di registrazione e le informazioni che è possibile raccogliere. Con il nuovo sistema basato sulla luce, piccole variazioni elettriche nell’ambiente circostante alterano il modo in cui le antenne diffondono la luce, permettendo di rilevare questi segnali in modo più preciso.
I ricercatori hanno utilizzato antenne minuscole, ciascuna delle quali è un centesimo della larghezza di un capello umano. Grazie a questa tecnologia, sono riusciti a misurare i segnali elettrici scambiati tra le cellule con una risoluzione spaziale estremamente dettagliata. I dispositivi sono anche abbastanza resistenti da registrare segnali ininterrottamente per oltre dieci ore, aprendo la possibilità per i biologi di osservare come le cellule reagiscono ai cambiamenti nel loro ambiente.
A lungo termine, queste scoperte potrebbero stimolare importanti progressi nella diagnosi medica, facilitare lo sviluppo di trattamenti più mirati e migliorare la precisione delle valutazioni terapeutiche. “Essere in grado di registrare l’attività elettrica delle cellule con un throughput elevato e un’alta risoluzione rimane un vero problema; dobbiamo provare idee innovative e approcci alternativi“, ha spiegato Benoit Desbiolles, ex postdoc al MIT Media Lab e autore principale dell’articolo sui dispositivi.
“La bioelettricità è fondamentale per il funzionamento delle cellule e per i diversi processi vitali. Tuttavia, registrare con precisione tali segnali elettrici è stato impegnativo“, ha aggiunto Deblina Sarkar, AT&T Career Development Assistant Professor presso il Media Lab e il MIT Center for Neurobiological Engineering, nonché responsabile del Nano-Cybernetic Biotrek Lab. “Le antenne elettro-disperdenti organiche, Ocean, che abbiamo sviluppato, consentono la registrazione di segnali elettrici in modalità wireless con risoluzione spaziale micrometrica da migliaia di siti di registrazione simultaneamente“, ha concluso Sarkar.
Questa tecnologia apre nuovi orizzonti per la ricerca scientifica e per il trattamento di patologie complesse, ponendo le basi per un futuro in cui la medicina possa diventare ancora più precisa e personalizzata.