Un test de cancer și HIV de 50 de cenți, fără frigider sau laborator? Iată cum vrea MIT să revoluționeze diagnosticul medical

Ce-ar fi dacă, în loc să aștepți săptămâni întregi pentru o programare sau să stai la coadă la spital, tot ce ai avea nevoie ar fi un senzor mic, ieftin, de unică folosință, care nu necesită refrigerare și poate detecta boli grave precum cancerul sau HIV… chiar de acasă? Acest scenariu, care pare desprins dintr-un film SF, este pe cale să devină realitate datorită unei inovații surprinzătoare din laboratoarele MIT. La intersecția dintre biotehnologie, chimie și medicină portabilă, acest senzor de unică folosință ar putea revoluționa modul în care înțelegem și practicăm diagnosticul medical. Iar partea cea mai uimitoare? Funcționează datorită… ADN-ului.

Senzorul electrochimic, dezvoltat de echipa profesorului Ariel Furst de la MIT, se bazează pe un principiu simplu, dar ingenios: detectează prezența genelor asociate cu anumite boli (precum cancerul de prostată, HIV sau HPV) monitorizând modul în care o enzimă specială interacționează cu fragmente de ADN atașate la un electrod. Enzima în cauză, Cas12, derivă din celebrul sistem CRISPR – supranumit adesea „foarfecele genetice” ale biologiei moderne. Particularitatea sa? Când întâlnește o secvență genetică țintă, devine hiperactivă și începe să taie tot ADN-ul din jur. Imaginați-vă o mașină de tuns iarba care, odată pornită, rade fără discriminare tot ce găsește în cale. Astfel, ADN-ul atașat la electrod este „tocat”, modificând semnalul electric al senzorului. Această modificare este apoi interpretată de un cititor portabil, care confirmă sau infirmă prezența bolii. Dispozitivul a fost descris pe larg în revista ACS Sensors.

Revoluția constă nu doar în principiul de funcționare, ci și în simplitatea utilizării și robustețea dispozitivului. Spre deosebire de testele convenționale, care necesită condiții sterile sau lanț frigorific, acesta funcționează chiar și la temperaturi extreme, de până la 65°C. Secretul? Un strat subțire de polimer (alcool polivinilic – PVA) aplicat peste ADN, care, odată uscat, formează o peliculă protectoare ce previne degradarea cauzată de căldură, umiditate și oxigen. Astfel, senzorul rămâne stabil mai mult de două luni, fără nicio formă de refrigerare.

În teste de laborator, dispozitivul s-a dovedit eficient în detectarea biomarkerului PCA3 asociat cu cancerul de prostată, folosind probe de urină. A fost, de asemenea, testat pe salivă și tampoane nazale și poate fi ușor adaptat pentru identificarea altor virusuri, bacterii sau mutații genetice. Este un instrument extrem de flexibil, care poate fi „reprogramat” pur și simplu prin schimbarea ARN-ului ghid folosit de Cas12.

Într-o lume afectată de pandemii, de inegalități în accesul la îngrijire medicală și de infrastructuri sanitare supraîncărcate, un astfel de senzor ar putea avea un impact uriaș. Imaginați-vă posibilitatea de a efectua un screening HIV în zone izolate sau de a monitoriza tratamentele oncologice fără a fi nevoie de spitale sau laboratoare specializate.

Echipa de la MIT nu se oprește aici. Cu ajutorul acceleratorului de startup-uri Delta V, cercetătorii vor să aducă tehnologia pe piață și în comunitățile care au cea mai mare nevoie de ea. Dacă până de curând acești senzori trebuiau fabricați pe loc, chiar înainte de utilizare, astăzi pot fi produși în avans, transportați oriunde în lume și utilizați fără nicio expertiză specializată. Pe viitor, tehnologia ar putea fi extinsă pentru a detecta boli emergente sau ar putea fi folosită în situații de urgență sanitară, pentru diagnostice rapide și de masă.

În spatele acestei tehnologii se află o viziune simplă, dar profundă: democratizarea accesului la diagnostic medical – mai rapid, mai mobil și, mai ales, mai echitabil. După cum spune Ariel Furst: „Vrem să facem diagnosticarea accesibilă oamenilor care nu au acces la unități medicale. Nu e vorba doar de eficiență, ci și de impact social.” Deși provocările rămân – în special în ceea ce privește producția la scară largă și validarea în condiții reale – potențialul este uriaș. Iar promisiunea sa poate fi rezumată simplu: transformarea unei bucăți de plastic și ADN într-o santinelă tăcută a sănătății noastre.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România