Biosensore innovativo per la rilevazione rapida di virus sviluppato da Cnr-Nano e Università di Pisa

(Adnkronos) – Un team di ricerca congiunto, coordinato dall'Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa (Cnr-Nano) e dall'Università di Pisa (Dipartimento di Farmacia), in collaborazione con l'Università di Modena e Reggio Emilia e la Scuola Normale Superiore, ha sviluppato un biosensore di nuova generazione capace di rilevare con elevata precisione le proteine virali, inclusa la proteina Spike di SARS-CoV-2 presente nei fluidi biologici. Questo risultato scientifico, dettagliatamente descritto in un articolo pubblicato sulla rivista Nanoscale, introduce un approccio inedito nella progettazione di biosensori, mutuando il principio costruttivo dei mattoncini Lego. La tecnologia si basa su una struttura modulare e flessibile, concepita per essere facilmente adattabile al riconoscimento di diversi target molecolari. Il fulcro del biosensore è rappresentato da una proteina ingegnerizzata che integra tre funzionalità distinte in un'unica sequenza amminoacidica. Una porzione della proteina costituisce il bersaglio da riconoscere ed è stata specificamente costruita a partire da frammenti della proteina Spike del virus SARS-CoV-2. Una sezione centrale, ispirata al recettore umano ACE2, è progettata per legarsi in modo specifico alla proteina Spike virale, qualora questa sia presente nel campione analizzato. La terza componente, costituita dalla proteina fluorescente verde (GFP), funge da "marcatore ottico", emettendo un segnale fluorescente in presenza del virus. Al contatto con la proteina virale target, il biosensore genera quindi un segnale luminoso facilmente rilevabile attraverso strumentazioni standard, consentendo un'identificazione virale rapida e accurata.  

Rappresentazione schematica del prototipo di sensore

   "Il biosensore è stato realizzato integrando metodologie classiche di produzione di proteine ricombinanti con l'applicazione di tecnologie innovative, come la click-chemistry", spiega Eleonora Da Pozzo dell'Università di Pisa. "Grazie a queste competenze multidisciplinari, derivate da ambiti scientifici diversi, siamo stati in grado di sviluppare un biosensore capace di rilevare quantità minime di proteina virale con una sensibilità che raggiunge livelli sub-nanomolari". "Il vero punto di forza di questo prototipo risiede nella sua modularità intrinseca", sottolinea Giorgia Brancolini di Cnr Nano. "Attraverso l'integrazione sinergica tra ricerca sperimentale, modellizzazione molecolare avanzata e simulazioni computazionali, è stato possibile selezionare con precisione i componenti funzionali e progettare un'architettura modulare, flessibile e facilmente riprogrammabile. Modificando specifiche sequenze proteiche, lo stesso biosensore potrà essere adattato per riconoscere altri virus o molecole di interesse clinico e diagnostico, aprendo la strada allo sviluppo di nuovi strumenti diagnostici caratterizzati da rapidità, precisione e personalizzabilità". A protezione dell'originalità e delle potenziali applicazioni di questa innovativa tecnologia, è stata depositata una Domanda di Brevetto per invenzione industriale Nazionale dal titolo: "Sviluppo di un sensore FRET per la rilevazione del coronavirus" (Rif. 102022000025416) in data 13/12/2022. La ricerca è stata resa possibile grazie al finanziamento fornito da Spark Global attraverso il progetto Proof-of-Concept SPARK PISA 2020-2022, "Fret sensor for the Assessment of Coronavirus Titre (FACT)" (EDP), e dal progetto PRIN2020 "Early Phase Preclinical Development of PACECOR, a Mutation-Independent Anti-SARS-CoV-2 Therapeutic Strategy" (GB). —tecnologiawebinfo@adnkronos.com (Web Info)