Gli organismi geneticamente modificati, o OGM, sono soggetti a una regolamentazione severa. In un documento intitolato ” Un approccio di produzione additiva che consente l’impiego sul campo di biosensori sintetici “, un gruppo di ricercatori spiega che i biosensori viventi, che possono essere utilizzati per la diagnosi delle malattie sul campo, sono considerati OGM e sono quindi soggetti alla stessa regolamentazione . L’uso della stampa 3D è un modo in cui questi biosensori possono essere resi sicuri e accettabili per l’implementazione sul campo.
Nelle aree rurali e meno sviluppate, i ricercatori spiegano che l’agente patogeno P. aeruginosa può essere acquisito nelle cliniche locali. L’organismo si trova nei campioni di espettorato polmonare dopo l’infezione e i campioni possono essere raccolti e collocati in provette per campioni reperibili in commercio. Lo studio dei ricercatori si concentra sulla creazione di un biosensore che potrebbe essere utilizzato per diagnosticare immediatamente la malattia sul campo. Hanno usato E. coli come biosensore, ma avevano bisogno di un modo per trasportare in sicurezza i batteri pericolosi dal laboratorio. Quindi hanno stampato un cappuccio unico che racchiude completamente i batteri e può essere saldamente sigillato su una provetta contenente campioni di espettorato polmonare.
Quando il campione è pronto per essere analizzato, la forza viene applicata con il dito dell’utente sul cappuccio, che fa sì che il biosensore di E. coli scoppi dal suo alloggiamento stampato in 3D e cada nel campione.
“Il rilevamento di 3O-C12, che sarà prodotto da P. aeruginosa nel campione o è già presente nel campione, fa sì che il biosensore vivente produca mCherry e trasformi il campione in rosso; questo colore può essere rilevato attraverso l’analisi della fluorescenza o visivamente con l’occhio umano “, spiegano i ricercatori. “Pertanto, un cambiamento colorimetrico nel campione può indicare la presenza di P. aeruginosa nei polmoni.”
P. aeruginosa, continuano, funziona come agente patogeno opportunistico nei polmoni dei pazienti con fibrosi cistica. Attualmente viene diagnosticato con saggi di immunoassorbimento enzimatico (ELISA) e saggi di reazione a catena della polimerasi (PCR) in tempo reale, che sono costosi o richiedono un addestramento completo da somministrare. La speranza dei ricercatori è che il loro biosensore, con il suo dispositivo di contenimento stampato 3D sicuro, possa essere usato come alternativa economica e facile da usare.
Il dispositivo stampato in 3D è stato progettato in Autodesk Inventor e stampato in 3D in ABS ULTRAT utilizzando una stampante 3D Zortrax M200.
“Per incassare il biosensore vivente 3O-C12 nel dispositivo stampato in 3D, una spina di agar da 40 μl è stata aggiunta al pozzetto batterico nell’alloggiamento; le cellule di E. coli ingegnerizzate sono state quindi placcate sulla superficie dell’agar “, affermano i ricercatori. “Dopo la coltura durante la notte, lo stantuffo è stato premuto nell’alloggiamento e una guarnizione press-fit è stata formata per isolare le cellule batteriche dall’ambiente. Il tappo contenente il biosensore vivente potrebbe quindi essere trasferito in sicurezza in campo e conservato in frigorifero fino a 30 giorni prima dell’uso. “
Il biosensore rileva rapidamente la presenza dell’agente patogeno di P. aeruginosa e, a causa del suo involucro all’interno del dispositivo stampato in 3D, dovrebbe affrontare molti meno ostacoli normativi, consentendo di dispiegarlo liberamente all’esterno del laboratorio.
“Il dispositivo stampato in 3D trasforma l’OGM in un componente del dispositivo globale e assicura che il biosensore sia isolato dall’ambiente”, concludono i ricercatori. “Pertanto, la stampa 3D di questo dispositivo consente al nostro biosensore vivente, con la sua versatilità di elaborare input ambientali, di essere implementato sul campo come una nuova tecnologia diagnostica conveniente.”
Gli autori del documento includono Daniel Wolozny, John R. Lake, Paul G. Movizzo, Zhicheng Long e Warren C. Ruder.
