Un insieme di nanoparticelle rivestite don diverse sostanze potrebbe essere in grado di identificare proteine simulando il modo in cui l’olfatto degli umani distingue gli odori. Un gruppo di scienziati americani sta cercando di usare questi nanonasi per identificare sintomi di malattie nel fluidi corporei.

“Nel nostro naso ci sono una quantità di recettori che reagiscono in modi lievemente differenti ai diversi composti,” dice Vince Rotello dell’Università del Massachusetts (USA). Invece di avere un sensore specifico per ogni odore, il naso reagisce a degli insiemi di odori prodotti da recettori multipli generalizzati.

Con i colleghi della stessa Università e del Georgia Institute of Technology (USA), Rotello ha applicato lo stesso principio per la rilevazione di proteine (“Nature Nanotechnology”, doi:10.1038/nnano.2007.99).

Nasi elettronici per piccole molecole sono già stati sviluppati in precedenza, tuttavia è la prima volta che si riesce a realizzare un sistema capace di identificare molecole grandi e complesse.

Nel nuovo nanonaso ci sono sei recettori, ognuno consiste di una soluzione contenente nanoparticelle di oro del diametro di 2 nanometri rivestiti di sostanze diverse. Il rivestimento è fatto di molecole organiche leggermente diverse che contengono atomi di azoto.

Le differenti proteine si legano a tutti i recettori multipli, ma attaccano più facilmente a certi tipi. I ricercatori hanno misurato le proprietà di legame usando una molecola segnale fluorescente che si lega alle particelle recettori ma viene sostituita da una proteine quando questa si lega. Più frequentemente viene sostituita più luminescenza emette. Un computer analizza poi l’intensità dei segnali di luce.

Rotello e colleghi hanno effettuato degli esperimenti seguendo un protocollo cieco con 56 proteine scelte a caso per mostrare che i segnali prodotti dai recettori possono essere usati complessivamente per distinguere le proteine. L’apparecchiatura del test ha una precisione del 96%.

Secondo Rotello, il sistema può essere utile per diagnosticare alcune malattie; invece di cercare una singola proteina specifica, il nanonaso rivelerebbe un disequilibrio rispetto alla solita combinazione di proteine tipica dei fluidi corporei. “Vorremo che il nostro nanonaso fosse in grado di dire ‘Sento qualcosa di strano’,” spiega Rotello.

I risultati prelimari fatti con il plasma del sangue estratto da animali malati e sani sono promettenti. “Siamo riusciti a rivelare dei cambiamenti nel siero e stiamo cercando di rendere questa capacità statisticamente robusta,” afferma Rotello. “Poi cercheremo di capire quali odori siano indicativi di un certo tipo di cancro o di altre malattie”.

Tom Simonite