Risultati in un'ora

Il solo pensiero di un'epidemia che si diffonde rapidamente è preoccupante, soprattutto per il personale di laboratorio e i collaboratori della sanità pubblica: dovrebbero correre contro il tempo per identificare gli agenti patogeni in questione e contenerne la diffusione prima che il panico e il caos si diffondano nella popolazione. Allo stato attuale, possono essere necessari fino a dieci giorni per individuare gli agenti patogeni della legionellosi e identificare la fonte di infezione con il metodo convenzionale della piastra di Petri. Nel caso della listeria, circa tre giorni. In questo lasso di tempo, gli agenti patogeni possono diffondersi e le vite umane sono a forte rischio. Nel frattempo, in caso di contaminazione alimentare, i prodotti colpiti finirebbero già sugli scaffali o nelle case dei consumatori, con conseguenti costosi ritiri dei prodotti.

Immaginate ora di poter disporre di risultati di analisi affidabili dopo appena un'ora. Un metodo così rapido e preciso ridurrebbe in modo significativo la probabilità di un'epidemia. Le possibilità di contenere gli agenti patogeni in caso di contaminazione di alimenti o acqua aumenterebbero drasticamente. pagina esternaRqmicro,Rqmicro, un'azienda l'ETH, offre la prospettiva di un metodo di rilevamento così rapido. "La visione di Rqmicro - abbreviazione di Rapid Quantitative Microbiology - è quella di modernizzare i metodi di rilevamento attualmente utilizzati per i germi. Abbiamo raggiunto questo obiettivo con lo sviluppo di un metodo di rilevamento su chip", afferma Hans-Anton Keserue, microbiologo dell'ETH di Zurigo e fondatore dell'apertura. "Grazie alla tecnologia che abbiamo sviluppato, possiamo combinare i metodi manuali con il nostro metodo su chip microfluidico e fornire risultati dopo appena un'ora".

Un po' di pazienza

I metodi standard per rilevare e quantificare i batteri sono spesso ancora basati su calcoli. La maggior parte di noi ricorda ancora le lezioni di biologia alla scuola di maturità liceale: si prende un campione d'acqua e se ne mettono alcune gocce in una capsula di Petri. La capsula di Petri viene poi posta in un armadio riscaldato. I germi contenuti nell'acqua crescono sul terreno di coltura della piastra di Petri e formano colonie batteriche che possono essere contate. Questo metodo classico di rilevamento microbiologico si basa su tre fasi - filtrazione, coltivazione e identificazione dei germi - e richiede almeno 72 ore.

"Nel caso della legionella, che a volte si trova in alte concentrazioni nell'acqua potabile, la coltivazione richiede fino a dieci giorni", spiega Keserue. "Questo significa che l'analisi degli alimenti o dell'acqua potabile infettati da certi ceppi batterici richiede molta pazienza e spesso diventa una ricerca di un ago in un mucchio (di fieno) di diversità batterica". Può essere interessante per gli studenti delle scuole superiori guardare i risultati crescere in una piastra di Petri, ma in una situazione di emergenza che mette in pericolo vite umane, i tempi di attesa di tre o più giorni sono devastanti.

Rapido e affidabile

Finora i tecnici di laboratorio hanno potuto rilevare e analizzare gli agenti patogeni solo tramite coltura. Tuttavia, Rqmicro adotta un approccio completamente nuovo alla quantificazione dei germi: I campioni di laboratorio vengono analizzati utilizzando la tecnologia microfluidica. Un campione viene applicato a un chip microfluidico. Questo contiene anticorpi specifici etichettati con nanoparticelle magnetiche. Quando gli anticorpi entrano in contatto con l'agente patogeno in questione, si legano ad esso. Gli agenti patogeni vengono così etichettati e possono essere isolati magneticamente. In questo modo si ottengono preparati cellulari altamente puri che possono essere misurati con la citometria a flusso convenzionale. "Il nostro metodo non solo fornisce risultati molto più rapidi, ma è anche più affidabile", assicura Keserue. Inoltre, consente di quantificare i batteri che non possono essere coltivati ma che rappresentano comunque un potenziale rischio di infezione.

Rqmicro offre già a clienti e partner industriali il nuovo metodo di rilevamento della legionella nell'acqua potabile come servizio. I piani per il futuro sono ambiziosi: il primo passo è il lancio di un'apparecchiatura di misurazione da laboratorio che effettui l'etichettatura immunomagnetica automatica e l'isolamento degli agenti patogeni. Ciò consentirà non solo di ottenere campioni batterici puri, ma anche di purificare altri campioni cellulari. Il piano a lungo termine prevede l'integrazione di un sistema di rilevamento dei germi nella seconda generazione di analizzatori. "Il nostro obiettivo è vendere prodotti basati sui nostri metodi di analisi e sistemi di rilevamento per i laboratori che analizzano gli alimenti e l'acqua potabile alla ricerca di germi", afferma Keserue.

Riconosciuto ufficialmente

Rqmicro si basa sulla tesi di dottorato che Keserue ha scritto sulla rilevazione rapida di agenti patogeni utilizzando la citometria a flusso durante il periodo trascorso all'Eawag. La citometria a flusso è una tecnologia elettronica basata sul laser che conta le cellule di qualsiasi campione in pochi minuti. Questo metodo non richiede la coltivazione delle cellule e quantifica tutti i batteri vivi o morti presenti nel campione in questione. Grazie a speciali coloranti fluorescenti, è possibile distinguere le cellule vitali da quelle morte.

Il nuovo metodo di misurazione microbiologica, sviluppato presso l'Eawag e ampiamente testato sia in Svizzera che all'estero, è ora ufficialmente utilizzato per quantificare la quantità totale di cellule germinali nell'acqua potabile ed è stato incluso nel Codex alimentare svizzero dall'Ufficio federale della sanità pubblica.