Il Nano-biosensore intelligente

Nell’ambito del convegno dal tema “Ricerca scientifica e innovazione tecnologica”, promosso dall’Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Mezzogiorno, in collaborazione con l’Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti “E. Caianiello” del Cnr e con Cosvitec soc. cons. a r.l.,  Lucia Petti, ricercatrice Isasi-Cnr, ha presentato insieme a Giorgia Borriello, dirigente dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Mezzogiorno, i risultati del Progetto Ambra ed è stato presentato il kit realizzato nell’ambito di questo progetto, capace di rilevare in modo altamente sensibile e specifico la presenza di Brucella in campioni a matrice complessa di latte.

Il gruppo Isasi guidato da Lucia Petti in collaborazione con il gruppo di lavoro del Dr. Pellegrino Musto dell’Ipcb, ha sviluppato il nanobiosensore plasmonico SERS che è stato funzionalizzato con i batteriofagi prodotti dall’Izsm specifici per la detection della brucella sia in acqua che in matrici complesse come il latte.

La brucellosi rappresenta un’importante problema di sanità pubblica. Nei Paesi del Mediterraneo e mediorientali l’incidenza annuale di brucellosi umana varia da un minimo di 1 a un massimo di 78 casi per 100.000 persone. Tra le principali vie di trasmissione della malattia rientra quella dell’ingestione di prodotti alimentari contaminati. Dati dell’Osservatorio Epidemiologico dell’Izsm indicano che focolai di brucellosi negli allevamenti bufalini della Regione Campania sono ancora presenti sia nella provincia di Caserta che in quella di Salerno, sottolineando pertanto la necessità di interventi mirati al controllo e all’eradicazione della malattia dal territorio campano.

A tal fine, la capacità di diagnosi e di rilevamento dell’eventuale presenza del patogeno in matrici diverse, tra cui il latte, rappresenta un mezzo indispensabile per il perseguimento dell’obiettivo dell’eliminazione del patogeno dal territorio, a beneficio sia del comparto zootecnico che di quello agroalimentare, con importanti ripercussioni a garanzia della salubrità dei prodotti alimentari e a tutela della salute del consumatore. In questo contesto, il progetto AMBRA “Kit for Brucella Abortus e B. Melitensis nano-Biosensing RApid detection” realizzato grazie a un bando della Regione Campania, ha applicato la tecnologia dei batteriofagi (sviluppata dall’Izsm in collaborazione con il consorzio Cosvitec) a quella di innovativi biosensori basati sulla risonanza plasmonica di superficie localizzata (LSPR) e su Spettroscopia Raman amplificata da superfici-SERS (sviluppati dal Cnr) di nanostrutture per la produzione di un kit diagnostico capace di rilevare in modo altamente sensibile e specifico la presenza di B. abortus e di B. melitensis in campioni di latte.

Il grande vantaggio di tale kit è dovuto all’abbinamento della elevata specificità offerta dall’utilizzo dei batteriofagi con le estreme sensibilità e rapidità associate all’utilizzo dei nano biosensori SERS sviluppati. Questi ultimi sono basati su innovative meta strutture ottupolari e su quasi cristalli fotonici operanti nella banda di frequenze del visibile e del vicino infrarosso.

Gli ulteriori sviluppi della ricerca si propongono di trasferire a livello industriale la tecnologia di riconoscimento e rilevazione di patogeni specifici all’interno di matrici complesse come il latte, e di creare la base per la produzione a livello industriale di kit equivalenti ma rivolti alla detection di patogeni diversi in matrici diverse.