Il sistema che utilizza la levitazione magnetica consente il rilevamento precoce dei virus presenti nell'aria

4 agosto 2023

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di Matt Davenport, Università statale del Michigan

I ricercatori della Michigan State University e dell’Università della British Columbia hanno inventato un sistema in grado di rilevare in modo rapido ed economico i virus presenti nell’aria utilizzando la stessa tecnologia utilizzata dai treni ad alta velocità.

Il team ha dimostrato che una tecnica nota come levitazione magnetica può essere utilizzata per raccogliere e concentrare facilmente i virus dall’aria per aiutare a prevenire futuri focolai di malattie respiratorie. I ricercatori hanno pubblicato il loro lavoro sulla rivista ACS Nano.

"È molto importante disporre di una gestione e di previsioni in tempo reale per i virus", ha affermato Morteza Mahmoudi, professore associato presso il Dipartimento di Radiologia e il Programma sanitario di precisione della MSU. "Quello che abbiamo sviluppato è un sistema che potrebbe aiutare noi e le altre parti interessate a ottenere maggiori informazioni sui diversi tipi di virus presenti nell'aria che respiriamo."

"Questo potrebbe aiutare a identificare se un ambiente è contaminato prima che si verifichi una pandemia", ha affermato Sepideh Pakpour, un assistente professore di ingegneria che ha guidato il gruppo di ricerca presso l'UBC Okanagan Campus.

Oltre a fungere da sistema di allarme precoce, la nuova tecnica del team potrebbe anche aiutare i funzionari sanitari e gli epidemiologi a monitorare e monitorare meglio l’esposizione ai virus in ambienti pubblici.

Pakpour e Mahmoudi hanno avviato per la prima volta questo progetto applicando la levitazione magnetica, o maglev, ai virus respiratori nel 2018 con il sostegno della Walsh Foundation e del New Frontiers in Research Fund. Quasi la metà delle infezioni del tratto respiratorio inferiore sono causate da virus che le persone inalano mentre sono al chiuso, hanno scritto i ricercatori nel loro rapporto.

Ma quando è iniziata la pandemia di coronavirus e quando hanno appreso che era causata da un virus trasmesso per via aerea, sapevano che dovevano raddoppiare gli sforzi. Il team ha utilizzato una versione disattivata del coronavirus responsabile del COVID-19 nel loro rapporto di prova, insieme all’influenza H1N1 e a un virus che infetta i batteri noti come batteriofago MS2.

Il sistema prima raccoglie campioni di aria, quindi inietta il campione in un fluido dove il maglev separa i virus dalle altre particelle. Il contenuto virale isolato e purificato viene quindi passato ad altre tecniche analitiche standard per l'identificazione in pochi minuti. L’approccio è così semplice che potrebbe essere utilizzato da non esperti in una varietà di contesti, come cliniche e aeroporti, hanno detto i ricercatori.

Il team sta muovendo i primi passi verso la commercializzazione della propria tecnologia e allo stesso tempo lavora per migliorarla.

Sebbene le tecniche a valle possano identificare quali virus sono presenti in un campione, uno degli obiettivi futuri del team è perfezionare la fase maglev per distinguere autonomamente tra diversi virus. I ricercatori stanno anche lavorando per aumentare la sensibilità della loro tecnica e rilevare virus nell'aria a concentrazioni più basse.

Tuttavia, il team è entusiasta di ciò che è stato in grado di realizzare nel suo lavoro iniziale e di ciò che potrebbe consentire ad altri ricercatori di fare.

"L'uso del maglev per il rilevamento delle malattie e la purificazione dei virus è completamente nuovo e potrebbe aprire applicazioni in molti campi diversi", ha affermato Mahmoudi. "Questo apre una direzione fondamentalmente nuova nella biochimica analitica."

La levitazione magnetica, come suggerisce il nome, utilizza i magneti per contrastare la spinta verso il basso della gravità. I treni Maglev fluttuano sopra i loro binari e, non gravati dall’attrito di contatto, possono raggiungere velocità fino a 200 miglia all’ora. Mentre i treni a levitazione magnetica esistono da decenni, l’uso della levitazione magnetica in biologia è più recente.