Prima una mano bioibrida a grandezza naturale poi un pelle “viva” per rivestire i robot ed ecco l’ultima scoperta dei teams di ricerca attivi a Tokyo: una pelle ingegnerizzata che può illuminarsi in caso di malattia. Nell’esperimento – condotto sui topi dal gruppo di ricerca guidato da Tokyo City University e Università di Tokyo – le cellule staminali della pelle sono state modificate geneticamente e trasformate in sensori capaci di monitorare gli indicatori dello stato di salute presenti nel sangue, segnalando i cambiamenti attraverso la produzione di proteine fluorescenti verdi. La tecnologia, pubblicata sulla rivista Nature Communications, in futuro potrebbe aiutare a monitorare la salute degli animali e degli esseri umani.
Dal prelievo del sangue ai dispositivi indossabili
La misurazione dei biomarcatori, come i livelli di glucosio nel sangue e la presenza di citochine infiammatorie, è essenziale per identificare i processi chimici, fisici o biologici all’interno dell’organismo. Tali informazioni svolgono un ruolo cruciale nella diagnosi precoce e nella prevenzione di malattie gravi e nella gestione delle patologie legate allo stile di vita, fornendo informazioni sullo stato di salute personale e sulla progressione della malattia. Pertanto, il monitoraggio continuo di questi biomarcatori è estremamente importante, portando allo sviluppo di diverse tecniche di rilevamento. Convenzionalmente, il rilevamento dei biomarcatori è stato ottenuto principalmente attraverso prelievi di sangue intermittenti, che consentono misurazioni accurate. Tuttavia, non è adatto al monitoraggio continuo a lungo termine a causa della sua natura invasiva. Di recente, con lo sviluppo di dispositivi indossabili, si è intensificato il monitoraggio continuo e a lungo termine di biomarcatori correlati alla salute utilizzando sudore, saliva, lacrime e fluido interstiziale. Tuttavia, nessun metodo è in grado di monitorare i biomarcatori all’interno del corpo con elevata selettività e sensibilità per lunghi periodi.
Un sistema biologicamente integrato
Da queste premesse trae origine lo studio con l’obiettivo di monitorare molecole chiave che indicano la presenza di una malattia, di uno stato infiammatorio o di stress senza passare per il prelievo del sangue e senza l’uso dei dispositivi esterni come gli smartwatch. “Gli approcci convenzionali sono spesso invasivi o forniscono solo istantanee nel tempo”, dice Hiroyuki Fujita della Tokyo City University e dell’azienda giapponese Canon Medical Systems, che ha coordinato la ricerca. “Il nostro obiettivo era sperimentare un sistema biologicamente integrato – aggiunge – che consentisse la rilevazione continua e un’interpretazione intuitiva”.
A questo scopo, gli autori dello studio hanno utilizzato cellule staminali della pelle geneticamente modificate. Innestata nei topi, la pelle ingegnerizzata si è integrata con il tessuto dell’ospite ed è riuscita a tradurre i segnali molecolari interni dell’organismo in segnali luminosi esterni. Poiché il sensore è composto da cellule vive, la sua funzionalità è mantenuta grazie al naturale rinnovamento dell’epidermide. Durante gli esperimenti svolti, la pelle-tech ha continuato a lavorare correttamente per oltre 200 giorni.
Questo sistema, in grado di visualizzare esternamente informazioni interne utilizzando cellule viventi, è stato denominato “Living Sensor Display”.
