Da News Medical Life Sciences
Un recente studio pubblicato su ACS Central Science esamina l’efficacia di un nuovo sensore basato sul gusto per la diagnosi precoce dell’infezione influenzale.
Epidemie influenzali storiche
L’influenza è un’infezione virale che causa malattie respiratorie acute ed è responsabile di circa 500.000 decessi ogni anno. I sottotipi virali influenzali più comuni includono i virus influenzali A H1N1 e H3N2, nonché i ceppi influenzali B come Victoria e Yamagata. I sottotipi influenzali, che sono principalmente responsabili delle epidemie influenzali stagionali negli esseri umani, possono essere ulteriormente classificati in base alla presenza degli enzimi di superficie neuraminidasi ed emoagglutinina.
Le infezioni influenzali sono diminuite significativamente dal 2020 grazie alle misure di protezione individuale adottate durante la pandemia di coronavirus 2019 (COVID-19) per prevenire la trasmissione della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus-2 (SARS-CoV-2). Nonostante questo calo, l’influenza stagionale continua a circolare in tutto il mondo causando gravi malattie, ricoveri ospedalieri e decessi, in particolare tra le popolazioni vulnerabili.
Tra il 1918 e il 1920, l’influenza spagnola, seguita da diverse ondate virali H1N1, colpì oltre il 25% della popolazione mondiale. Durante l’epidemia di H1N1 del 2009, la maggior parte dei decessi fu segnalata in persone di età pari o inferiore a 65 anni, un andamento atipico rispetto alle precedenti epidemie influenzali.
I virus influenzali si trasmettono sia attraverso animali che uccelli. Tra il 2022 e il 2024, nel Regno Unito sono state segnalate zoonosi da pollame, mucche da latte e fonti animali sconosciute, con l’H5N1 identificato come variante dominante.
Come viene diagnosticata l’influenza?
In molti paesi del mondo, le risorse federali sono ampiamente stanziate per promuovere la diagnosi, i trattamenti e i vaccini contro l’influenza.
Negli Stati Uniti, il Piano Nazionale di Implementazione della Strategia per l’Influenza Pandemica si concentra principalmente sullo sviluppo di dispositivi diagnostici per distinguere le persone infette dal virus influenzale da quelle sane.
Il test di reazione a catena della polimerasi (PCR) è un metodo estremamente sensibile e specifico, tipicamente utilizzato per diagnosticare l’infezione influenzale. Nonostante la sua utilità, questo test richiede molto tempo e la sua applicazione su larga scala è logisticamente impegnativa, soprattutto nei paesi a basso reddito, a causa del suo costo elevato.
La maggior parte dei test sierologici per l’influenza produrrà risultati imprecisi per gli individui con infezioni asintomatiche. Pertanto, vi è un’urgente necessità di una diagnostica migliore in grado di rilevare l’infezione influenzale, in particolare tra i pazienti presintomatici ma contagiosi.
Informazioni sullo studio
I ricercatori del presente studio hanno progettato due nuovi sensori e ne hanno valutato l’efficacia nel rilevare le fasi precoci dell’infezione influenzale attraverso il gusto. Mentre il sensore di riferimento non metilato è stato progettato legando il timolo (O-glicosidicamente) all’acido N-acetilneuraminico non modificato (Neu5Ac), nell’altro sensore il timolo è stato legato O-glicosidicamente all’acido 4,7-di-O-metil-N-acetilneuraminico.
All’interno di questi sensori, il timolo si trova in uno stato protetto che ne impedisce il rilascio a meno che non venga esposto alla neuraminidasi virale, che porta alla scissione del legame glicosidico che l’utente percepisce come segnale gustativo. Per garantire l’accuratezza diagnostica, entrambi i sensori sono stati testati contro la neuraminidasi H1N1 e la neuraminidasi batterica isolata da Micromonospora viridifaciens.
Risultati dello studio
Per definire clinicamente i livelli di neuraminidasi, sono stati raccolti campioni di saliva da pazienti influenzali ospedalizzati e positivi alla PCR durante le stagioni influenzali 2017/2018 e 2022/2023. L’attività della neuraminidasi non ha mostrato differenze significative tra le stagioni.
Livelli di neuraminidasi compresi tra 5 e 10 mU/mL sono stati stimati nelle analisi dei sensori. I risultati dei test disponibili in commercio basati sullo scheletro dell’acido neuraminico non metilato nelle posizioni O4 e O7 sono risultati simili a quelli del sensore di riferimento non metilato.
La neuraminidasi influenzale ricombinante ha scisso efficacemente il sensore non metilato al rilascio del timolo, riflettendo così la sua specificità. Questi risultati dimostrano che l’accoppiamento α-glicosidico della frazione reporter è essenziale sia per il riconoscimento enzimatico che per la generazione del segnale.
La modifica chimica dello scaffold di acido N-acetilneuraminico ha consentito il clivaggio selettivo da parte della neuraminidasi virale senza reagire alla forma batterica di questo enzima. Queste osservazioni sono persistite, anche a concentrazioni enzimatiche equivalenti a quelle rilevate nella saliva di pazienti positivi all’influenza.
Lo studio ha inoltre dimostrato che il sensore α modificato (metilato) ha risposto selettivamente alla neuraminidasi virale entro 30 minuti, rimanendo stabile in presenza di neuraminidasi batterica e nella saliva umana non addizionata.
Sebbene lo studio abbia dimostrato la rilevazione specifica di enzimi in campioni di saliva, non ha incluso test in vivo per confermare che gli individui fossero in grado di percepire autonomamente il segnale gustativo. Gli autori sottolineano che studi futuri dovranno convalidare questa rilevazione sensoriale in ambito clinico.
Conclusioni
I ricercatori hanno sviluppato un nuovo sensore basato sul gusto per rilevare l’infezione influenzale in una fase precoce, che ha il potenziale per distinguere tra individui sani e coloro che sono asintomatici ma hanno contratto l’infezione di recente. Tuttavia, i risultati attuali si basano su analisi biochimiche e su campioni di saliva piuttosto che su test diretti sull’uomo.
Nonostante queste osservazioni, sono necessari ulteriori studi clinici per convalidare la sensibilità di questo sensore prima del suo utilizzo clinico. Se convalidato, l’approccio potrebbe fornire un metodo di screening accessibile e a basso costo per la rapida rilevazione dell’influenza di prima linea.