Scienza

Uno strumento diagnostico ingoiabile fatto di chip e batteri

Un dispositivo che combina cellule batteriche ed elettronica è stato progettato per la diagnosticare, in futuro, le malattie dell'intestino.

Si ingoia con un bicchiere d’acqua e, una volta nelle nostre viscere, la pillola fa la diagnosi di eventuali problemi gastrointestinali, e invia il referto al telefonino. È uno scenario futuristico che presto potrebbe diventare realtà grazie a un prototipo messo a punto da ricercatori del MIT di Boston.

Viaggio allucinante. Non è il primo modello di sistema pensato per viaggiare nel corpo e diagnosticare dall’interno - in maniera non dolorosa e senza tubi o cicatrici - quel che succede nelle viscere. Le capsule con telecamera che fanno un’endoscopia del tratto gastro-intestinale sono una realtà già da alcuni anni.

I ricercatori del MIT hanno però pensato a un dispositivo che andasse oltre, permettendo di esplorare la fisiologia delle parti più inaccessibili dell’intestino, ma anche di diagnosticare disturbi o l’andamento di malattie. La loro idea combina biologia ed elettronica.

Batteri & chip. Il modello, chiamato IMBED, per Ingestible Micro-Bio-Electronic Device, è infatti costituito da cellule batteriche piazzate su un sensore, coperto da una membrana semipermeabile che consente alle molecole dell’ambiente circostante di penetrare e diffondersi all’interno. I batteri sono stati modificati con l’ingegneria genetica in modo da emettere un segnale luminoso quando captano la presenza di una certa molecola. A quel punto un transistor misura la quantità di luce emessa e trasmette l’informazione a un microprocessore, che a sua volta invia un segnale wireless a un computer o a uno smartphone. Il tutto è contenuto in una struttura appena più grande di una compressa di antibiotico.

Esperimento riuscito. In uno studio sui maiali, pubblicato su Science, i ricercatori hanno ottenuto la dimostrazione di principio che può funzionare. In questo caso, un ceppo di batteri Escherichia coli è stato ingegnerizzato per emettere luce nel momento in cui capta un componente (eme) dell’emoglobina contenuta dei globuli rossi e segno di un’emorragia. Nel giro di due ore, la pillola ha diagnosticato senza errori la presenza di sangue che era stato iniettato nello stomaco degli animali.

Diagnosi per il futuro. Si tratta in questo caso di una dimostrazione di principio, perché le emorragie, per esempio quelle gastriche dovute a un’ulcera, vengono già oggi di solito prontamente riconosciute. Ma le applicazioni utili nella pratica clinica potrebbero essere molte altre. I batteri che fanno da sensore, secondo i ricercatori, potrebbero essere ingegnerizzati per monitorare molecole infiammatorie e dunque l’andamento di malattie intestinali come il morbo di Crohn, oppure infezioni o addirittura forme tumorali dello stomaco e dell’intestino.

29 maggio 2018 Chiara Palmerini
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