Le infezioni batteriche stanno diventando molto più difficili da curare perché diventano più resistenti agli antibiotici. Infatti, si prevede che entro il 2050 la resistenza antimicrobica sarà una crisi più grande per l'umanità del cancro. Se i dottori avessero un modo per identificare i batteri più velocemente, sarebbero in grado di prescrivere un antibiotico mirato piuttosto che un farmaco ad ampio spettro, rallentando l'arrivo di questa epidemia.
Attualmente, il processo di determinazione della suscettibilità agli antibiotici è dannoso per i pazienti. A seconda della situazione, un paziente deve sottoporsi a un trattamento prima di ottenere i risultati effettivi di un test di infezione e devono essere prescritti antibiotici ad ampio spettro che spesso non uccidono i batteri o i virus specifici. Se questo processo può essere abbreviato, i medici saranno in grado di curare il paziente con antibiotici mirati per la sua specifica infezione, accelerando così la guarigione e riducendo il rischio di resistenza attraverso i progressi della biotecnologia.
L'Israel Institute of Technology [Technion] ha riconosciuto l'importanza di accelerare il rilevamento della suscettibilità agli antibiotici e sta sviluppando un Lab-on-a-Chip che sarà in grado di fornire risultati entro 2 ore. Ciò è possibile utilizzando sensori ottici in grado di identificare e monitorare i batteri molto più velocemente rispetto all'attuale tecnologia che utilizza liquidi.
Heidi Leonard, dottoranda sotto la supervisione della Prof.ssa Ester Segal presso il Technion Israel Institute of Technology ( Ester Segal Lab ), si è rivolta a Potomac Photonics, una micro azienda manifatturiera con sede negli Stati Uniti, per farsi aiutare a costruire questi dispositivi. La sfida era quella di trasferire la ricerca del suo gruppo dal laboratorio e costruire un vero e proprio dispositivo microfluidico come prototipo per il prodotto finale. Volevano anche rendere i dispositivi più ergonomici ed economici. Con un ingombro di soli 25 mm x 75 mm, i dispositivi Technion Lab-on-a-Chip richiedevano fori e canali molto piccoli e l'integrazione di sensori lavorati, allineati e assemblati con estrema precisione.
Le tecnologie di micro-produzione di Potomac Photonics erano perfettamente adatte per costruire questo dispositivo in modo accurato, rapido ed economico. Utilizzando laser, macchine micro-CNC e dispositivi di allineamento personalizzati, i dispositivi che in genere possono richiedere settimane o addirittura mesi per essere fabbricati sono stati completati in meno di una settimana. La Sig. ra Leonard ha commentato dopo aver ricevuto i dispositivi: " Ci sono molte tecnologie là fuori che suonano bene per iscritto, ma quando si scopre come vengono realmente eseguite, sono in realtà piuttosto macchinose. Questi dispositivi ci portano un passo molto più vicini all'utilizzo della nostra tecnologia in ospedale".
Insieme al team di ingegneri della Potomac Photonics, sono stato orgoglioso di lavorare a questo progetto. La suscettibilità e la resistenza agli antibiotici hanno avuto un impatto personale sulla mia famiglia, poiché mia madre è sopravvissuta al cancro tre volte e si ammala spesso a causa di un sistema immunitario compromesso. Spesso ha dovuto trascorrere settimane in ospedale per riprendersi da varie infezioni batteriche. Se i dottori riuscissero a identificare i batteri più velocemente, la sua guarigione sarebbe più rapida e meno dolorosa.
In futuro, Potomac intende continuare a promuovere l'innovazione in questo settore. Il Technion testerà i chip che abbiamo realizzato per loro e ci fornirà un feedback, in modo che possiamo infine produrre questi dispositivi in grandi quantità.
Jacob Adelstein frequenta il terzo anno alla Beth Tfiloh High School di Baltimora. Ha trascorso del tempo lavorando a questo progetto nel laboratorio della Potomac Photonics e ha intervistato il ricercatore del Technion su questa applicazione.
