Ci sono circostanze in cui anche una quantità trascurabile di una data sostanza — veleno, ormone, tossina o anticorpo — può fare una grande differenza. Poter rilevare la presenza di pochissime molecole, perché molto rare o perché presenti in bassissime concentrazioni, è uno degli obiettivi primari della biomedicina di oggi: sostanze inquinanti, proteine e acidi nucleici sono i candidati che subito vengono in mente, per la lotta al cancro e alle altre malattie che ci affliggono. Ma è ovviamente tutt’altro che semplice.
Ecco che allora vengono in aiuto le nanotecnologie, cioè quelle metodologie che vanno al cuore della materia e ne studiano e ne controllano la struttura ultima al livello dei nanometri, cioè dei miliardesimi di metro o milionesimi di millimetro.
Nella fattispecie si tratta di costruire un recipiente con una superficie assolutamente idrorepellente, perché irta di una molteplicità di nanopilastri che non fanno avvicinare la soluzione alla superficie vera e propria, in modo da non perdere nemmeno una goccia della preziosa soluzione contenente le molecole da rilevare, e di rivelare poi le molecole in questione con uno speciale nanosensore di nuova concezione capace di assottigliare al massimo un fascio di luce laser in modo da poter studiare anche la composizione chimica delle molecole in oggetto.
Questo è l’argomento di un bellissimo lavoro condotto all’Istituto italiano di Tecnologia (Iit) di Genova in collaborazione con il Bionem Lab dell’Università della Magna Grecia a Catanzaro e pubblicato su Nature Photonics con Francesco De Angelis come primo nome e sotto la supervisione di Enzo Di Fabrizio.
Con questo dispositivo in via di brevettazione si possono rilevare anche solo una decina di molecole in un millesimo di centimetro cubico e studiarne la composizione. Che tipo di molecole? Dipende. Si può trattare di tracce impalpabili di materiali inquinanti presenti nell’ambiente o negli alimenti, di sostanze psicotrope o di ormoni nel controllo antidoping, oppure di tracce infinitesime di dna in un procedimento forense.
Ma le applicazioni che vengono per prime alla mente riguardano il campo della diagnostica precoce e della prevenzione delle malattie più subdole come il tumore o la sclerosi multipla. In questi casi è fondamentale rilevare per tempo tracce di marcatori proteici presenti solo in alcune cellule o nel sangue in modo da iniziare una terapia prima che il male raggiunga proporzioni più serie e minacciose.
Nel caso dei tumori poi, se non si tratta di proteine, potrebbe trattarsi di particolari molecole di rna portanti una mutazione perniciosa e prodotte in piccola quantità nelle cellule che stanno per divenire tumorali.
Distinguere queste molecole da tutte le altre consimili in un corpo intero può essere difficilissimo, ma poterle rilevare in uno specifico distretto corporeo sarebbe sicuramente di grande aiuto. In questa lotta le nanotecnologie sembrano essere l’arma vincente, sia che si tratti di nanosensori che di nanorobot che penetrino nelle cellule e compiano in sito il loro fantastico lavoro.
