Nano-antenne wireless per ascoltare le cellule: un passo avanti per la diagnosi e la cura delle malattie

Nano-antenne wireless per ascoltare le cellule

Una rivoluzione nel campo della biologia cellulare è in arrivo grazie alle nano-antenne wireless messe a punto da un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Questi minuscoli dispositivi, descritti sulla rivista Science Advances, sono in grado di captare i debolissimi segnali elettrici che le cellule si scambiano per comunicare tra loro.
Ciascuna antenna è cento volte più sottile di un capello, ma la vera novità sta nella loro natura wireless. A differenza dei tradizionali sensori elettrici, le nano-antenne non necessitano di essere collegate a cavi. Sfruttano invece la luce per “ascoltare” le cellule coltivate in laboratorio.
Il principio di funzionamento è geniale: le antenne sono costruite con un materiale che modifica la sua struttura in presenza di attività elettrica. Questo cambiamento si traduce in una variazione del modo in cui l’antenna riflette la luce. In questo modo, è possibile collegare in serie migliaia o milioni di antenne e misurare la luce da loro riflessa con un semplice microscopio ottico.
La sensibilità di questi dispositivi è impressionante: riescono a captare segnali fino a 2,5 millivolt, mentre quelli utilizzati dai neuroni per comunicare si aggirano sui 100 millivolt. Questa sensibilità eccezionale apre la strada a nuove e promettenti applicazioni.

Applicazioni e potenziale clinico

Le nano-antenne wireless potrebbero rivoluzionare la diagnosi e il trattamento di diverse malattie. La loro capacità di “ascoltare” le cellule con una precisione senza precedenti potrebbe consentire di identificare precocemente patologie come l’aritmia e l’Alzheimer, aprendo la strada a interventi terapeutici più efficaci.
Ma le applicazioni non si limitano al campo medico. Le nano-antenne potrebbero trovare impiego anche nei sensori e dispositivi ottici di prossima generazione, contribuendo a sviluppare tecnologie innovative in diversi settori.

Un passo avanti nella comprensione della bioelettricità

“La bioelettricità è fondamentale per il funzionamento delle cellule e di diversi processi vitali, ma registrare con precisione tali segnali è stato finora molto impegnativo”, afferma Deblina Sarkar, co-autrice dello studio. “Le antenne che abbiamo sviluppato consentono la registrazione di segnali elettrici in modalità wireless, con risoluzione spaziale micrometrica e da migliaia di siti contemporaneamente.”
Questa capacità di “ascoltare” le cellule in modo così dettagliato e su larga scala apre nuove frontiere per la ricerca biologica. “Ciò può creare opportunità senza precedenti per comprendere la biologia fondamentale e come viene alterata la segnalazione a causa delle diverse patologie”, conclude Sarkar.

Un futuro luminoso per la biologia cellulare

Questa scoperta rappresenta un passo avanti significativo nella comprensione della comunicazione cellulare e apre la strada a nuove e promettenti applicazioni in campo medico e non solo. La possibilità di “ascoltare” le cellule con una precisione senza precedenti potrebbe rivoluzionare la diagnosi e il trattamento di diverse malattie, aprendo nuove frontiere per la ricerca biologica e lo sviluppo di tecnologie innovative.