02 Luglio 2025

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Lo stress cronico può portare ad aumento della pressione sanguigna e malattie cardiovascolari, indebolimento del sistema immunitario, depressione e ansia. Purtroppo, gli strumenti che utilizziamo per monitorare lo stress sono spesso imprecisi o costosi, basandosi su questionari autosomministrati e valutazioni psichiatriche.

 Ora un ingegnere della Tokyo University of Foreign Studies (Tufts) e il suo team hanno ideato un semplice dispositivo che, utilizzando un filo interdentale appositamente progettato, è in grado di misurare facilmente e con precisione il cortisolo, un ormone dello stress, in tempo reale.

"È nato da una collaborazione con diversi dipartimenti della Tufts, per esaminare come lo stress e altri stati cognitivi influenzino la risoluzione dei problemi e l'apprendimento ", dice Sameer Sonkusale, ingegnera informatica, in una nota sul sito della Tufts. "Non volevamo che la misurazione creasse un'ulteriore fonte di stress, quindi ci siamo chiesti: possiamo realizzare un dispositivo di rilevamento che si integri nella routine quotidiana? Il cortisolo è un indicatore di stress presente nella saliva, quindi l'uso del filo interdentale ci è sembrato un'opzione naturale per prelevare un campione giornaliero".

Il design dello strumento ideato assomiglia a un comune supporto per il filo interdentale, con il filo teso su due punte che si estendono da un manico piatto di plastica. La saliva viene raccolta per capillarità attraverso un canale molto stretto nel filo. Il fluido viene aspirato nel manico dello scovolino e in una linguetta attaccata, dove si diffonde attraverso gli elettrodi che rilevano il cortisolo. Il riconoscimento del cortisolo sugli elettrodi, viene spiegato, è ottenuto grazie a una straordinaria tecnologia sviluppata quasi 30 anni fa, i polimeri elettropolimerici a impronta molecolare (eMIP). Un polimero si forma attorno a una molecola stampo, in questo caso il cortisolo, che viene successivamente rimossa per lasciare siti di legame. Questi siti possiedono una "memoria" di forma fisica e chimica della molecola bersaglio, in modo da poter legare le molecole libere in arrivo. Gli stampi eMIP sono versatili, consentendo di creare sensori per il filo interdentale in grado di rilevare altre molecole presenti nella saliva, come gli estrogeni per il monitoraggio della fertilità, il glucosio per il monitoraggio del diabete o i marcatori tumorali.

Esiste anche la possibilità di rilevare contemporaneamente più biomarcatori nella saliva, per un monitoraggio più accurato di stress, malattie cardiovascolari, cancro e altre patologie. 

"L'approccio eMIP è rivoluzionario", sostiene Sonkusale. "I biosensori sono stati in genere sviluppati utilizzando anticorpi o altri recettori che captano la molecola di interesse. Una volta individuato un marcatore, è necessario molto lavoro per bioingegnerizzare la molecola ricevente associata al sensore. L'eMIP non richiede grandi investimenti nella produzione di anticorpi o recettori. Se si scopre un nuovo marcatore per lo stress o qualsiasi altra malattia o condizione, è possibile creare un modello polimerico in tempi brevissimi".

La precisione dei sensori del cortisolo è paragonabile a quella dei sensori più performanti disponibili sul mercato o in fase di sviluppo. Portare questo dispositivo nelle case e nelle mani di persone senza bisogno di formazione permetterà di integrare il monitoraggio dello stress in molti aspetti dell'assistenza sanitaria.

Attualmente Sonkusale e i suoi colleghi stanno creando una startup per cercare di commercializzare il prodotto.

I ricercatori sottolineano che, sebbene il sensore del filo interdentale sia quantitativamente molto accurato, la pratica di tracciare i marcatori nella saliva è più indicata per il monitoraggio, non per la diagnosi iniziale di una patologia. Questo in parte perché i marcatori della saliva possono comunque presentare variazioni da individuo a individuo.

"Per la diagnostica, il sangue è ancora il gold standard, ma una volta ricevuta la diagnosi e iniziata la terapia, se è necessario monitorare, ad esempio, una condizione cardiovascolare nel tempo per vedere se la salute del cuore sta migliorando, allora il monitoraggio con il sensore può essere semplice e consente interventi tempestivi quando necessario", spiega.

La nuova ricerca, pubblicata sulla rivista ACS Applied Materials and Interfaces , si aggiunge a una serie di innovazioni nel campo dei sensori basati su fili ideate da Sonkusale e dal suo team di ricerca, tra cui sensori in grado di rilevare gas, metaboliti nel sudore o movimenti quando inseriti negli indumenti e transistor che possono essere intrecciati in dispositivi elettronici flessibili.

Photo Credit: Tokyo University of Foreign Studies

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