I ricercatori della Tuft University hanno sviluppato un filo interdentale dotato di sensori capace di monitorare i livelli di cortisolo (e non solo) con un semplice gesto

Chi ha provato a misurare il proprio livello di stress in maniera “scientifica” si è certamente trovato di fronte a questionari e valutazioni psichiatriche, attualmente gli strumenti più utilizzati per il monitoraggio di questo disturbo così diffuso.

Da oggi, però, esiste un piccolo dispositivo in grado di misurare facilmente e con precisione il cortisolo, l’ormone dello stress, in tempo reale: basta usare il filo interdentale.

Monitorare lo stress senza stress: l’intuizione dei ricercatori

Lo stress. Tutti lo abbiamo sperimentato almeno una volta, o abbiamo tentato di definirlo. Quel lavorio sottotraccia che ci lascia logori e affaticati, lo sappiamo, può portare a un aumento della pressione sanguigna, a una diminuzione delle difese immunitarie e allo sviluppo di diversi disturbi, tra cui ansia e depressione.

Eppure, la misurazione dello stress è ancora legata a pratiche costose e molto imprecise, spesso basate su questionari di autovalutazione che rischiano di contenere bias di risposta e che devono essere interpretati molto attentamente. Ora, però, i ricercatori della Tufts University hanno sviluppato un piccolo dispositivo che consente di misurare con esattezza i livello di stress tramite la rilevazione del cortisolo. E permette di farlo svolgendo un’operazione semplice e innocua come il passaggio del filo interdentale.

Come spiega il professor Sameer Sonkusale,

“Non volevamo che la misurazione creasse un’ulteriore fonte di stress, quindi abbiamo pensato: possiamo creare un dispositivo di rilevamento che diventi parte della vostra routine quotidiana? Il cortisolo è un indicatore di stress che si trova nella saliva, quindi l’uso del filo interdentale ci è sembrato naturale per prelevare un campione giornaliero”.

Il dispositivo sensibile alla saliva sviluppato alla Tuft somiglia a un comune filo interdentale, con il filo teso su due punte che si estendono da un’impugnatura piatta di plastica grande quanto il dito indice e simile a un plettro.

Come funziona il filo interdentale che misura il cortisolo

Nel filo interdentale che misura lo stress, la saliva viene raccolta per azione capillare attraverso un canale molto stretto nel filo. Il fluido viene aspirato nel manico dell’impugnatura e in una linguetta collegata, dove si diffonde sugli elettrodi di un sensore elettrochimico flessibile che rileva il cortisolo.

Il riconoscimento del cortisolo avviene grazie a una straordinaria tecnologia sviluppata quasi trent’anni fa: la parte grossa del lavoro spetta a dei polimeri a impronta molecolare elettropolimerizzati (eMIP), dei polimeri dotati di “memoria” fisica che trattengono l’impronta della molecola target e quindi si legano con altre molecole della stessa forma, un po’ come fanno gli enzimi o gli anticorpi.

Queste resine sintetiche altamente ramificate sono sintetizzate in maniera abbastanza semplice, lasciando polimerizzare i monomeri funzionali in presenza di una molecola che agisce da stampo. In questo caso, il polimero di forma attorno alla molecola di cortisolo, che viene poi rimossa per lasciare liberi i siti di legame. Grazie allo “stampo” lasciato dal cortisolo, incorporato nella matrice polimerica, questa sorta di anticorpo sintetico sarà in grado di legare altre molecole con struttura e funzionalità simili a quelle del modello. In parole povere: potrà riconoscere le altre molecole di cortisolo presenti nella saliva.

Gli stampi eMIP sono molto versatili: possono essere rigenerati e riutilizzati molte volte senza perdere di efficacia, e mostrano un’elevata resistenza a temperature e pressioni elevate, nonché una certa inerzia verso acidi, basi, solventi organici e condizioni ambientali avverse.

La svolta con i polimeri a impronta molecolare

Questi anticorpi plastici possono essere modellati su diverse forme: come spiegano gli scienziati, che hanno pubblicato la loro invenzione su ACS Applied Materials and Interfaces, si possono creare sensori da filo interdentale capaci di rilevare altre molecole presenti nella saliva.

Con uno stesso filo interdentale, spiegano, si potrebbero rilevare gli estrogeni per il monitoraggio della fertilità, il glucosio per il monitoraggio del diabete o i marcatori del cancro, oltre al cortisolo. Come spiega Sonkusale,

“L’approccio eMIP cambia le carte in tavola: tradizionalmente, i biosensori sono sviluppati utilizzando anticorpi o altri recettori che rilevano la molecola di interesse. Una volta trovato un marcatore, poi, è necessario lavorare molto per bioingegnerizzare la molecola ricevente collegata al sensore. eMIP non richiede molti investimenti nella produzione di anticorpi o recettori: se si scopre un nuovo marcatore per lo stress o per qualsiasi altra malattia, si può semplicemente creare un calco di polimero in un periodo di tempo molto breve”.

La precisione dei sensori eMIP, si legge nella ricerca, è paragonabile a quella dei sensori più performanti presenti sul mercato o in fase di sviluppo. La differenza è che questo semplice dispositivo può essere messo nelle mani di chiunque, senza bisogno di una formazione specifica, il che renderà possibile inserire il monitoraggio dello stress non solo in ambito di assistenza sanitaria, ma anche nella routine quotidiana.

Una startup per il filo interdentale che misura lo stress

Sonkusale, che è anche un prolifico inventore, sottolinea che l’analisi della saliva è il metodo migliore per il monitoraggio di alcuni disturbi, ma non per la diagnosi iniziale. Nonostante il sensore da filo interdentale sia quantitativamente molto accurato, in fase di diagnosi è sempre meglio fare riferimento al sangue.

“Per la diagnosi, il sangue è ancora il gold standard, ma una volta diagnosticata e assunta una terapia, se si ha bisogno di monitorare, ad esempio, una condizione cardiovascolare nel tempo per vedere se la salute del cuore sta migliorando, il monitoraggio con il sensore può essere facile e consente di intervenire tempestivamente quando necessario”,

spiega.

Attualmente, Sonkusale e colleghi stanno creando una startup per lanciare questo prodotto sul mercato. Il filo interdentale per la misurazione dello stress in tempo reale si aggiunge così alla lunga serie di innovazioni introdotte dal team di Sonkusale negli anni, tra cui le suture intelligenti e il “lab-on-a-pill”, inserito tra le otto migliori innovazioni biomediche al mondo per l’anno 2020 nella sfida STAT Madness.

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