Gli smartphone possono prendere il polso, monitorare la salute mentale, tenere traccia della dieta, analizzare il ciclo del sonno e aiutare a controllare il diabete. Ora, una nuova tecnologia per smartphone può individuare i parassiti nel sangue, in una frazione del tempo che impiegherebbe un tecnico di laboratorio.
Sviluppato da un team dell'Università della California a Berkeley, CellScope è un microscopio per smartphone che utilizza video per rilevare i movimenti dei parassiti. Attualmente è in fase di test per l'uso nella diagnosi di due malattie tropicali trascurate endemiche in alcune parti del mondo in via di sviluppo, l'oncocercosi e la filariasi linfatica. Se ampiamente adottato, potrebbe migliorare notevolmente il trattamento in luoghi in cui le persone spesso non hanno accesso ai servizi medici di base.
"L'idea di utilizzare i telefoni cellulari per la microscopia è qualcosa su cui stiamo lavorando da diversi anni, a partire da quando le fotocamere hanno iniziato ad apparire sui telefoni", afferma Daniel Fletcher, professore di bioingegneria a Berkeley, a capo del laboratorio che creato CellScope. "All'inizio eravamo convinti che questi dispositivi potessero essere sviluppati in una gamma di applicazioni diverse".
Per capire cosa rende unico CellScope, devi capire come funzionano l'oncocercosi e la filariasi linfatica.
Un morso di una mosca nera può trasmettere oncocercosi o cecità fluviale, mentre le zanzare diffondono la filariasi linfatica o elefantiasi. In entrambe le malattie, gli insetti depositano le larve, che poi si stabiliscono nel corpo umano e si trasformano in vermi. I sintomi dell'oncocercosi comprendono noduli cutanei, terribile prurito (a volte così cattive persone si bruciano la pelle per fermarlo) e, in alcuni casi, perdita della vista. È la seconda causa principale di cecità infettiva nel mondo. La filariasi linfatica provoca ispessimento della pelle e gonfiore degli arti, che può essere grave.
Fortunatamente, un farmaco antiparassitario chiamato ivermectina può essere usato per trattare l'oncocercosi e la filariasi linfatica. Ma ecco il problema: molte persone con queste due malattie sono anche infette da Loa loa, un altro parassita. Somministrare ivermectina a qualcuno con un'infezione da Loa Loa e il paziente può soffrire di gravi effetti collaterali e persino morire. I test per Loa loa richiedono tempo e richiedono attrezzature e competenze scientifiche.
Il "gold standard" della diagnosi di Loa Loa è sempre stato lo striscio di sangue, afferma Fletcher. Qui è dove un campione di sangue viene posizionato su un vetrino, trattato con una macchia e osservato al microscopio. A seconda della distanza del paziente da una struttura di laboratorio, ottenere risultati può richiedere giorni.
"Per diagnosticare rapidamente un vasto numero di persone avevamo bisogno di qualcosa di molto più veloce", afferma Fletcher.
Il dispositivo include una custodia stampata in 3D che ospita ottiche, circuiti e controller semplici per aiutare a elaborare il campione di sangue. CellScope può quantificare i livelli del verme parassita Loa loa direttamente dal sangue intero in meno di 3 minuti. (Mike D'Ambrosio e Matt Bakalar, Fletcher Lab, UC Berkeley) Alla fine, il team ha colpito l'idea di utilizzare il movimento dei worm per rilevarli automaticamente. CellScope funziona in questo modo: un telefono cellulare si trova sopra una base stampata in 3D con uno slot per un campione di sangue. La base comprende luci a LED, microcontrollori e una porta USB. Quando viene inserito il campione di sangue, il telefono comunica con la base per realizzare una serie di video. Quindi, un algoritmo cerca il movimento dei worm Loa Loa nel video. I risultati sono disponibili quasi istantaneamente. Se non c'è infezione da Loa Loa, il paziente può iniziare subito l'ivermectina.
A differenza della tradizionale diagnosi di Loa Loa, che richiede un laboratorio e un tecnico qualificato, CellScope può essere utilizzato da chiunque, ovunque. Ciò è particolarmente importante in luoghi come il Camerun rurale, in cui un team di ricercatori che collaborano con Berkeley ha effettuato test in corso su CellScope e l'accesso alle cure mediche convenzionali può essere limitato. La sua automazione riduce anche l'errore umano, un problema comune nella diagnostica di laboratorio.
Fletcher spera che CellScope possa essere utile nella diagnosi di altri parassiti, come elminti trasmessi dal suolo (una categoria che comprende nematodi, anchilostomi e vermi freddi) e tripanosomi, che causano la malattia del sonno e la malattia di Chagas. CellScope potrebbe anche essere uno strumento utile per diagnosticare malattie non parassitarie, come la tubercolosi in luoghi in cui i microscopi tradizionali sono pochi e distanti tra loro.
Il prossimo passo per CellScope è uno studio più ampio che coinvolge circa 40.000 soggetti in Camerun. Inoltre, due ex studenti di Fletcher hanno fondato una startup chiamata CellScope per immettere sul mercato prodotti basati sulla tecnologia CellScope.
"La nostra speranza è che questa combinazione di automazione hardware e software, guidata da questi potenti telefoni cellulari, fornisca una soluzione per queste malattie", afferma.
