Naso elettronico che individua cancro e malattie

Il progetto di un “naso” elettronico in grado di analizzare i gas repiratori, ovvero quelli che emettiamo durante l’espirazione. Questo il progetto portato avanti da un team di ricercatori del Fraunhofer Project Hub for Microelectronic and Optical Systems for Biomedicine MEOS.

I ricercatori si basano sull’assunto che l’aria che espiriamo contiene numerose informazioni, soprattutto sotto forma di odori. Queste possono essere di utilità per quanto riguarda la diagnosi di varie malattie. Si annoverano dal cancro alle malattie respiratorie, forse anche il COVID-19.

Alcune malattie hanno “odori” caratteristici

Alcune malattie, infatti, hanno “odori” caratteristici che possono essere avvertiti dall’aria ispirata da una persona. Questi odori sono causati da alcuni composti organici volatili che vengono emessi dal tessuto dall’organo malato oppure dall’agente patogeno stesso. E, dato che questi odori possono apparire ancor prima dei sintomi, saperli riconoscere tramite un sistema o un dispositivo creato apposta potrebbe rivelarsi di grandissima utilità.

Spesso è una combinazione di diversi gas

Questi cambiamenti nella composizione dei gas organici volatili nell’aria che espiriamo possono rivelarsi dei veri e propri biomarcatori, come spiega Jessy Schönfelder, una chimica nonché una delle ricercatrici impegnate nel progetto: “Spesso è una combinazione di diversi gas in tracce in una concentrazione significativamente elevata o significativamente ridotta che è caratteristica di una specifica malattia. Questo è noto come impronta digitale VOC o modello VOC”.

Metodo per individuare il cancro, soprattutto quello ai polmoni

I ricercatori intendono soprattutto usare questo metodo per individuare il cancro, soprattutto quello ai polmoni. Tuttavia lasciano capire che questa stessa tecnologia potrebbe essere utilizzata anche per rilevare un’ampia gamma di biomarcatori relativi a varie malattie. Tra tutte, il naso elettronico potrebbe individuare il COVID-19, nonché altre infezioni di tipo respiratorio.

Metodo più conveniente, più veloce e molto meno invasivo

In alcuni casi la speranza è quella soprattutto di ottenere informazioni ancor prima che le malattie si possano manifestare tramite sintomi onde eseguire una corretta prevenzione. Inoltre, rispetto ad altre tipologie di analisi, come quella del sangue, analizzare l’area espirata sarebbe un metodo più conveniente, più veloce e molto meno invasivo per il paziente che sostanzialmente deve solo respirare in un tubicino.
Il potenziale è dunque enorme, come lascia intendere la stessa Schönfelder: “La tecnologia IMS è non invasiva, sensibile e selettiva. Ed è rapida, economica e anche compatta e portatile, quindi non c’è motivo per cui non dovrebbe essere utilizzata negli studi medici e negli ospedali”.

Dispositivo delle dimensioni di una scatola da scarpe

Secondo la scienziata il dispositivo finale, questo “naso” elettronico, potrebbe avere le stesse dimensioni di quelle di una scatola da scarpe. Il dispositivo si basa su un chip denominato FAIMS (High Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry) e su un sistema microelettromeccanico (MEMS) che si serve di un rilevatore con tanto di filtro ionico, una sorta di naso elettronico per individuare le malattie dal respiro.
I dati, poi, possono essere convogliati ad un algoritmo di apprendimento automatico il quale, previo addestramento iniziale, può fornire il risultato in pochi minuti.