Gli ingegneri biologici dell’Università di Bath hanno sviluppato un test che può aiutare i medici a diagnosticare rapidamente le infezioni del tratto urinario (UTI), usando una normale videocamera per smartphone.
Il processo simile in linea di principio a un test di gravidanza può identificare la presenza di batteri dannosi di E. coli in un campione di urina in soli 25 minuti. Oltre ad essere più veloce dei test esistenti, potrebbe rendere più accurati i test UTI nei paesi in via di sviluppo e nelle regioni remote grazie al suo potenziale di essere reso portatile, e molto più economico dei test basati su laboratori esistenti.
L’E. coli è presente nell’80% delle infezioni delle vie urinarie batteriche, quindi se è riscontrato, indica ai professionisti medici che è necessario un trattamento antibiotico. Il test oltre a una fotocamera per smartphone, che potrebbe essere adattata per rilevare una varietà d’infezioni batteriche, sfrutta i reagenti ampiamente disponibili e i nuovi materiali microingegnerizzati. I ricercatori affermano che la semplicità del test, che ora ha superato la fase di dimostrazione del concetto, potrebbe offrire un nuovo modo per identificare rapidamente i trattamenti per i pazienti nelle regioni più povere o remote.
Il test descritto nella rivista Biosensors and Bioelectronics, anziché utilizzare gli attuali metodi microbiologici, utilizza anticorpi per catturare le cellule batteriche in capillari molto sottili all’interno di una striscia di plastica, rilevando e identificando otticamente le cellule.
Nuno Reis del Dipartimento d’ingegneria chimica dell’Università di Bath, ha guidato lo sviluppo del dispositivo per il test, ha detto:
«Il test è piccolo e portatile, quindi ha un grande potenziale per l’uso in contesti di assistenza primaria e nei paesi in via di sviluppo. Le infezioni batteriche nelle IVU attualmente sono confermate mediante test microbiologici su un campione di urina. È accurato, ma richiede tempo, impiegando diversi giorni. Ci auguriamo che la possibilità per i medici professionisti di decidere rapidamente o escludere determinate condizioni consenta loro di trattare i pazienti più rapidamente e di aiutarli a prendere decisioni migliori sulla prescrizione di antibiotici».
La mancanza di una diagnosi rapida per le infezioni del tratto urinario ha portato in molti casi a una prescrizione generale di antibiotici potenzialmente inutili, il che aumenta il rischio che i batteri diventino resistenti ai trattamenti, condizione indicata come una delle maggiori minacce per la salute e lo sviluppo a livello globale.
Ecco come funziona il test
La prova è effettuata facendo passare un campione di urina su una striscia microcapillare di plastica con fondo sottile, contenente un anticorpo immobilizzante in grado di riconoscere i batteri dannosi E. coli: se sono presenti nel campione, gli anticorpi nei reagenti si legano a esso, impedendo che attraversi la sezione della striscia di plastica. Infine, è aggiunto un enzima che provoca una modifica del colore che può essere rilevato da una fotocamera per smartphone.
Il sistema misura anche la concentrazione di E. coli nel campione analizzando un’immagine acquisita dalla fotocamera. La procedura è semplice, potrebbe essere gestita manualmente o completamente automatizzata senza la necessità di un alimentatore di rete.
Idonea tecnologia smartphone per ottenere l’approvazione degli organismi di controllo
Finora organismi come la Food and Drug Administration (FDA) ente governativo statunitense che si occupa della regolamentazione dei prodotti alimentari e farmaceutici, sono stati riluttanti ad approvare la tecnologia medica utilizzando gli smartphone per timore che aggiornamenti del software e la variabilità tra i modelli potrebbero rendere tali test non scientifici.
Nuno Reis spera che il modo in cui il test utilizza una scala variabile per confrontare digitalmente i pixel all’interno di un’immagine convinca le autorità a consentire al trattamento e procedere alla produzione finale. Ha aggiunto:
«Anche le nazioni più ricche potrebbero trarre vantaggio dall’adozione della metodologia, perché potrebbe rendere più praticabili i test all’interno di strutture di assistenza primaria come gli interventi di chirurgia plastica, riducendo la necessità di inviare campioni ai laboratori centrali per i test. Il Regno Unito e i paesi ricchi hanno assistito a un importante passaggio verso la diagnosi decentrata per ridurre il carico sui laboratori nazionali o regionali e fornire ai medici strumenti importanti per compiere diagnosi informate. La maggior diffusione di questa metodologia oltre a ottenere risultati migliori per i pazienti in termini di accelerazione del processo, permetterà di ridurre anche i costi per i fornitori di assistenza sanitaria. Non stiamo parlando di sostituire i servizi diagnostici centralizzati, ma di offrire il primo punto di contatto con strumenti economici e rapidi per sostenere la prescrizione di antibiotici ed evitare il loro abuso».
La fase successiva del processo è costituita dalle sperimentazioni cliniche, richiederanno la collaborazione con partner clinici e commerciali. Il team di ricercatori inizierà presto a lavorare al miglioramento del test per consentire l’individuazione di altri batteri e delle loro concentrazioni, ciò contribuirà a prescrivere dosaggi corretti ed evitare l’abuso di antibiotici.
Nuno Reis in conclusione ha detto:
«Lo smartphone può risolvere uno dei più grandi problemi del decentramento della diagnostica, è molto importante in determinate condizioni. Offre la stessa funzionalità dei professionali scanner finora disponibili solo nei laboratori».
