“Cnr-Nano e Università di Pisa hanno sviluppato un nuovo biosensore in grado di rilevare con precisione la proteina Spike di SARS-CoV-2 nei fluidi biologici …”

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Un biosensore innovativo
per la rilevazione rapida dei virus

Cnr-Nano e Università di Pisa hanno sviluppato un nuovo biosensore in grado di rilevare con precisione la proteina Spike di SARS-CoV-2 nei fluidi biologici, consentendo una rilevazione virale rapida. La ricerca è pubblicata sulla rivista Nanoscale

Un team di ricerca congiunto, coordinato dall'Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa (CNR-NANO) e dall’Università di Pisa (Dipartimento di Farmacia), in collaborazione con l’Università di Modena e Reggio Emilia e la Scuola Normale Superiore, ha sviluppato un biosensore di nuova generazione in grado di rilevare con precisione le proteine dei virus, tra cui la proteina Spike di SARS-CoV-2 nei fluidi biologici.

Questo risultato, descritto in un articolo pubblicato sulla rivista Nanoscale, rappresenta un nuovo approccio alla progettazione di biosensori che ricorda il principio dei mattoncini Lego; utilizza una struttura modulare e flessibile, pensata per essere facilmente adattabile a diversi target molecolari.

Il cuore del sensore è una proteina ingegnerizzata che unisce tre funzioni in una sola sequenza. Una parte della proteina rappresenta il bersaglio da riconoscere, ed è stata costruita basandosi su frammenti della proteina Spike; una parte centrale, ispirata al recettore umano ACE2, è progettata per legarsi alla proteina Spike del virus, se presente. La terza parte, contenente la proteina fluorescente verde (GFP), agisce come una "lampadina" e produce un segnale fluorescente quando il virus è presente. Al contatto con la proteina virale, il biosensore emette quindi un segnale fluorescente facilmente rilevabile, consentendo un'identificazione rapida e precisa.

“Il biosensore è stato realizzato applicando sia le metodologie classiche di produzione di proteine ricombinanti, ma anche l’applicazione di tecnologie di nuova concezione, come per esempio la click-chemistry; grazie a queste conoscenze, derivate da ambiti diversi, abbiamo potuto realizzare un biosensore capace di rilevare quantità minime di proteina virale con una sensibilità fino a livelli sub-nanomolari" spiega Eleonora Da Pozzo dell’Università di Pisa.

"Il vero punto di forza di questo prototipo è la modularità", spiega Giorgia Brancolini di Cnr Nano, "grazie all’integrazione tra ricerca sperimentale, modellizzazione molecolare e simulazioni al computer, è stato possibile selezionare con precisione i componenti e progettare un’architettura modulare, flessibile e facilmente adattabile. Cambiando alcune sequenze, lo stesso sensore potrà essere riprogrammato per riconoscere altri virus o molecole di interesse, aprendo la strada a nuovi strumenti diagnostici rapidi, precisi e personalizzabili".

A tutela dell’innovatività e delle potenziali applicazioni di questo strumento, è in corso una Domanda di Brevetto per invenzione industriale Nazionale: Sviluppo di un sensore FRET per la rilevazione del coronavirus (Rif. 102022000025416) Data di presentazione: 13/12/2022

La ricerca è stata finanziata grazie a Spark Global con il progetto Proof-of-Concept SPARK PISA 2020-2022, "Fret sensor for the Assessment of Coronavirus Titre (FACT)" (EDP) e dal progetto PRIN2020 "Early Phase Preclinical Development of PACECOR, a Mutation-Independent Anti-SARS-CoV-2 Therapeutic Strategy" (GB).

Didascalia immagine:
Rappresentazione schematica del prototipo di sensore *

La scheda

Chi: Istituto Nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Nano), Lab NEST-CNR e Scuola Normale Superiore (Pisa); Dipartimento di Farmacia, Università di Pisa; Dipartimento di Fisica, Computer Science e Matematica, Università di Modena e Reggio Emilia; INFN Sezione Pisa; Dipartimento di Patologia Chirurgica, Medica, Molecolare e dell'Area Critica, Università di Pisa.

Che cosa: An intramolecular FRET biosensor for the detection of SARS-CoV-2 in biological fluids, Montepietra D, Germelli L, Marchetti L, Tozzini V, Angeloni E, Giacomelli C, Storti B, Bizzarri R, Barresi E, Taliani S, Brancolini G, Da Pozzo E.  Nanoscale. 2025 Mar 17. DOI: 10.1039/d4nr05040a, link https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/nr/d4nr05040a *

[* N.d.R.> Documentazione/ Link/ Indirizzi presenti nella nota CNR originale e/o disponibili sui siti segnalati **]

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Da/ Fonte/ Titolare»
CNR
Comunicato stampa N. 29/2025
11 aprile 2025

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Estratto

Fonte dei dati, informazioni, procedure e documenti sono reperibili presso siti web/portali, esterni, ai link **»

CNR
www.cnr.it

CNR Istituto Nanoscienze (CNR-NANO)
https://www.nano.cnr.it/

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
https://www.pi.infn.it

Lab NEST
https://www.laboratorionest.it/

Scuola Normale Superiore Pisa
https://www.sns.it/it

Università di Modena e Reggio Emilia Dipartimento di Fisica
https://www.fim.unimore.it/it

Università di Pisa Dipartimento di Farmacia
https://www.farm.unipi.it/

Università di Pisa Dipartimento Patologia Chirurgica Medica Molecolare Area Critica
https://www.medpat.unipi.it/

Università di Pisa> Dipartimento di Patologia Chirurgica, Medica, Molecolare e dell'Area Critica
https://www.medpat.unipi.it/

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Link/siti
esterni non collegati

^Fonte» CNR» Cmn_11Apr2025=RS_2025-04-13»
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