A prima vista potrebbe sembrare un titolo ad effetto, uno scoop dietro al quale c’è ben poco di scientifico.

In realtà è una cosa molto seria, un piccolissimo sensore integrato nello smartphone in grado di riconoscere dal respiro 17 tipi differenti di tumore allo stadio iniziale con una precisione superiore al 90%. E già che siamo al telefono, e qui la cosa diventa semplice, potrebbe informare automaticamente il medico curante.

Naturalmente questo è l’obiettivo finale del progetto guidato dall’Ing. Hossam Haick del Technion−Israel Institute of Technology di Haifa, e finanziato dalla comunità europea nell’ambito del programma Horizon 2020, un progetto che nasce sulla scia del prototipo denominato “Na-Nose”, utilizzato dal team di ricercatori israeliani per lo studio del respiro umano.

Na-Nose” è attualmente formato da un array di nanoparticelle di oro e nanotubi di carbonio.

In uno studio del dicembre scorso pubblicato da ACS Nano, i ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che le malattie producono modelli chimici unici o “breathprints“, differenti uno dall’altro, e che “Na-Nose” è in grado di distinguere tra malattie differenti con un’esattezza dell’86 per cento.

Sono oltre 2.000 anni che i medici cercano di individuare le malattie dall’odore del respiro, delle urine e delle feci. La malattia cambia il metabolismo del nostro corpo, determinando il rilascio da parte delle cellule di composti organici volatili (VOC, volatile organic compounds), molecole che viaggiano attraverso il flusso sanguigno fino ai polmoni per poi essere espirati. Le persone con un tumore in fase iniziale, ad esempio, espirano differenti concentrazioni di VOC rispetto agli individui sani.

In decine di studi, gli scienziati hanno rilevato VOC nel respiro dei pazienti utilizzando tecniche di laboratorio come la gascromatografia e la spettrometria di massa. Con “Na-Nose” i ricercatori israeliano sono riusciti a mettere a punto un dispositivo molto più semplice ma ugualmente efficace.

Haick ha iniziato a sviluppare il dispositivo circa 10 anni fa, quando si iscrisse al Technion dopo aver completato un dottorato presso l’Institute of Technology della California.

Lo strumento di screening si compone di due parti: un box che contiene il sensore completo di tubo in cui la persona esala, e un computer al quale vengono trasferiti i dati con un programma di riconoscimento automatico e di autoapprendimento. Le nanoparticelle di oro ed i nanotubi di carbonio dell’array sono rivestiti con molecole organiche in grado di catturare le particelle di VOC presenti nel respiro; ne consegue una variazione nella resistenza elettrica e di altri parametri elettrici dell’array. Questi dati sono inviati al computer il cui software è in grado di determinare se il dato corrisponde ad una firma chimico nota, specifica di una determinata malattia.

Studi di laboratorio e test su oltre 8.000 persone con caratteristiche differenti sono stati in grado di eliminare una serie di fattori di “disturbo” del test dovuti all’età, al sesso, al paese e a condizioni fisiche quali l’obesità, consentendo di discriminare 23 differenti malattie. Ad esempio la presenza di un tumore gastrico viene identificata con una probabilità del 92-94 per cento.

Il recente studio riporta l’utilizzato il Na-Naso per rilevare e discriminare tra 17 diverse malattie del respiro facendo ricorso a 1.404 individui in cinque paesi. “Per ogni malattia, c’è un’impronta digitale unica nel respiro esalato che è abbastanza distinguibile da altri tipi di malattia“, spiega Haick.

Questo non vuol dire che i medici saranno presto in grado di diagnosticare tutto attraverso il respiro. Alcuni tipi di tumore come quello della prostata e della vescica, ad esempio, sono più facilmente identificabili con altri tipi di analisi, come quello delle urine.

Si sta ora lavorando alla miniaturizzare del dispositivo nella speranza di poter realizzare un modulo così piccolo da poter essere collegato allo smartphone: è il progetto SniffPhone, finanziato dal programma Horizon 2020 della comunità europea. 

Il nostro obiettivo è disporre di uno strumento per lo screening di massa, in modo da poter diagnosticare la malattia nella fase iniziale, quando è più facile combatterla, aumentando il tasso di sopravvivenza”, conclude Haick.

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