Scienziati brasiliani e statunitensi hanno sviluppato occhiali da vista equipaggiati con un biosensore in grado di misurare i livelli di glucosio nel sangue attraverso le lacrime di una persona. Possono portare a test meno invasivo per i diabetici.
I livelli di glucosio devono essere frequentemente controllati per monitorare il diabete. È una malattia che colpisce ormai 380 milioni in tutto il mondo. Oggi dei biosensori possono risolvere il problema.
Secondo l’Organizzazione mondiale della sanità (OMS), il diabete è aumentato in modo allarmante negli ultimi decenni. Il maggiore aumento si registra nei paesi a basso e medio reddito, e potrebbe colpire 580 milioni di persone entro il 2035.
Molte persone usano un glicosometro portatile per monitorare il diabete osservando i livelli di glucosio nel sangue. Pungono le dita, ottengono un campione di sangue e lo sottopongono ad un dispositivo per l’analisi. Il processo, che può essere ripetuto più volte al giorno, può essere doloroso e comporta un rischio di infezione. I nuovi metodi (diversi ed incoraggianti) non hanno ancora preso il largo.
I biosensori sviluppati dal team USA-Brasile sono in grado di identificare dalle lacrime un enzima chiamato glucosio ossidasi (ampiamente usato per rilevare il glucosio libero nei fluidi corporei), eliminando la necessità di pungere le dita. Ma non è tutto: possono anche misurare i livelli di zucchero nel sangue, vitamina e alcol.
I biosensori sono in grado di misurare reazioni biologiche o chimiche e generare un segnale proporzionale alla concentrazione di una particolare sostanza. Vengono sempre più progettati e utilizzati per accelerare i risultati dei test di laboratorio, monitorare le condizioni di salute, diagnosticare e prevenire le malattie.
Monitorare il diabete attraverso le lacrime
Il progetto nasce dai ricercatori del São Carlos Physics Institute dell’Università di San Paolo, insieme agli scienziati del Dipartimento di Nanoingegneria dell’Università della California, a San Diego. I team hanno immobilizzato l’enzima su un elettrodo accoppiato a un circuito con un flusso costante di elettroni, quindi hanno installato il dispositivo sul nasello degli occhiali. L’utente può produrre lacrime a comando (se ha buone capacità attoriali…scherzo) o esponendo gli occhi a una sostanza che stimola la ghiandola lacrimale.
Quando le lacrime vengono a contatto con la glucosio ossidasi, alterano il flusso di elettroni, producendo un segnale che viene registrato ed elaborato dal dispositivo installato nella stanghetta degli occhiali, che invia i risultati in tempo reale a un computer o smartphone.
Laís Canniatti Brazaca, medico e ricercatore presso l’Istituto di chimica di São Carlos e uno degli autori dello studio pubblicato sulla rivista Biosensors and Bioelectronics, dichiara: “Le concentrazioni di vari metaboliti nelle lacrime riflettono i livelli ematici concomitanti, rendendoli terreno fertile per biosensori in grado di monitorare il diabete in modo non invasivo, e osservare anche altri parametri fisiologici.”
Oltre ad essere indolore, il biosensore potrebbe “ridurre il rischio di infezione nelle persone che usano frequentemente glicosometri”, ha aggiunto Brazaca.
Lo scienziato ha detto che il dispositivo potrebbe anche misurare i livelli di vitamine e alcol nel sangue “semplicemente cambiando l’elettrodo posizionato sui naselli degli occhiali”.
Una sola goccia di sangue
Usando lo stesso approccio, un team di ricercatori dell’Università Statale di San Paolo ha sviluppato biosensori in grado di rilevare e quantificare le proteine biomarker per la diagnosi clinica di malattie trascurate e malattie degenerative croniche, come alcuni tipi di cancro.
Per Paulo Roberto Bueno, ingegnere dei materiali presso l’Istituto Chimico dell’Università Statale di San Paolo, “l’idea è condurre l’esame utilizzando solo una goccia di sangue sul dispositivo.”. Un po’ come il sogno (purtroppo si è rivelato tale) di Elizabeth Holmes e della sua Theranos.
Questo semplice approccio potrebbe migliorare la diagnosi delle malattie da parte dei professionisti medici o dei pazienti stessi a casa. Con l’aiuto di software di intelligenza artificiale potrebbero tenere sotto controllo i parametri vitali.
I ricercatori prevedono di commercializzare il nuovo dispositivo entro tre anni. Nel caso dei biosensori montati su occhiali per monitorare il diabete non è ancora previsto che il dispositivo raggiunga il mercato.
Biosensori: ci vuole tempo, a meno che…
Cleverton Pirich, biochimico della Paraná Federal University, in Brasile, ha affermato che i benefici dei biosensori per il miglioramento della qualità della vita e della salute umana siano noti da tempo. Tuttavia c’è ancora strada da percorrere per produrli e commercializzarli su larga scala, almeno in paesi come il Brasile.
