Se le macchine potessero annusare...

Con una piattaforma di trasfezione e screening, è possibile modificare le cellule molto rapidamente anche per altri stimoli olfattivi, aprendo così nuove aree di applicazione, come la diagnostica medica. (© Fraunhofer IPA)

Per determinare il recettore olfattivo giusto per una specifica applicazione, è necessario esaminare diverse migliaia di recettori e le loro combinazioni. Questo è economicamente possibile solo in modo automatizzato. (© Fraunhofer IPA) / Per determinare il recettore dell'odore corretto per una specifica applicazione, devono essere esaminati diversi migliaia di recettori e le loro combinazioni. Ciò è economico solo se automatizzato. (© Fraunhofer IPA)

Che cosa succederebbe se i robot potessero annusare? Riconoscere esplosivi all'aeroporto, diagnosticare malattie dai respiro dei pazienti in ambulatorio, individuare perdite di gas e molto altro ancora? L'Istituto Fraunhofer per le tecnologie di produzione e automazione IPA di Stoccarda si dedica, nell'ambito del suo tema principale «Trasformazione biologica», a rafforzare il collegamento tra sistemi biologici e tecnici. Una nuova tecnologia di piattaforma dovrebbe produrre sensori cellulari in modo automatizzato e renderli economicamente utilizzabili.

Per l'uso economico di sensori biologici, presso l'Istituto Fraunhofer IPA viene sviluppata una tecnologia che produce biosensori cellulari in modo automatizzato. Tali sensori potrebbero poi conferire alle macchine, ad esempio, un senso dell'olfatto. La piattaforma viene inizialmente validata su un prodotto della startup californiana Koniku. Tuttavia, dovrebbe essere utilizzabile anche per altre applicazioni in futuro. Il responsabile del progetto IPA Martin Thoma riassume l'innovazione così: «In sostanza, sviluppiamo uno strumento generico che, nel medio termine, dovrebbe permettere di produrre sensori biologici cellulari per uso industriale.» Biologia e tecnologia si fondono.

Il progetto è finanziato, tra gli altri, dal Ministero dell'Economia del Baden-Württemberg. Con prodotti biointelligenti e le tecnologie di produzione associate, potrebbero emergere nuove potenzialità di valore per l'innovazione e l'industria nel Baden-Württemberg. Queste dovrebbero essere sfruttate attraverso il progetto per il tessuto economico della regione.

Per consentire lo sviluppo mirato di un prodotto economicamente utilizzabile, l'Istituto Fraunhofer IPA svilupperà un procedimento di screening per la selezione delle ricette e per una produzione automatizzata affidabile di cosiddetti cellule transficiate, cioè cellule in cui viene introdotta DNA o RNA estranei.

L'azienda americana Koniku coltiva da alcuni anni queste cellule, nelle quali vengono inseriti recettori olfattivi tramite piccole unità di lettura ottiche autonome. Le cellule possono essere mantenute in vita e funzionanti per un lungo periodo, per rilevare particelle minuscole dall'ambiente circostante. Tuttavia, nel campo di ricerca ci sono ancora molte domande aperte.

Per individuare il recettore olfattivo più adatto a una specifica applicazione, devono essere testate diverse migliaia di recettori e le loro combinazioni. Per rendere questo processo economicamente sostenibile, è necessaria una piattaforma che permetta di modificare automaticamente le cellule, cioè di transficarle, per poi studiarne la reazione specifica a odori e sapori.

Con una piattaforma di trasfezione e screening di questo tipo, sarebbe possibile modificare molto rapidamente le cellule anche per diversi stimoli olfattivi, aprendo così ulteriori campi di applicazione, come ad esempio la diagnostica medica. «Sono particolarmente entusiasta di poter mettere tra qualche anno la nostra tecnologia ovunque», afferma Osh Agabi, fondatore di Koniku, «una soluzione che può aiutare le persone a riconoscere o escludere malattie nelle prime fasi. Naturalmente ci sono ancora ostacoli, ma passo dopo passo ci avviciniamo a questo obiettivo. La collaborazione con l'Istituto Fraunhofer IPA rappresenta un altro importante traguardo in questo percorso.»