Un cerotto può monitorare la quantità di estrogeni presente nel sudore

Gli alti livelli di estrogeni possono far aumentare il rischio di patologie delicate come il cancro al seno o alle ovaie, mentre bassi livelli di estradiolo, che corrisponde alla forma predominante di estrogeno, possono provocare osteoporosi, malattie cardiache e persino depressione. L'estradiolo è necessario anche per lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari nelle donne e regola il ciclo riproduttivo.

A causa della sua importanza e delle numerose funzioni, l'estradiolo è spesso specificamente monitorato dai medici all'interno dei programmi di cura delle donne. Tuttavia, con la tecnologia attuale, è necessario che le pazienti si rechino in un centro medico per sottoporsi a un prelievo del sangue per l'analisi in laboratorio. Il test si può eseguire anche a casa in seguito dopo aver ricevuto a domicilio specifici kit ma, anche in questi casi, occorre poi mandare i campioni in laboratorio.

Ora i ricercatori del Caltech hanno sviluppato un sensore indossabile che monitora l’estradiolo nel sudore. Qualora questa tecnologia superasse la fase di collaudo rappresenterebbe un grosso passo in avanti per il monitoraggio della salute in tempo reale e a casa.

La ricerca è stata condotta nel laboratorio di Wei Gao, assistente professore di ingegneria medica e ricercatore presso l'Heritage Medical Research Institute. Gao ha già sviluppato sensori del genere per rilevare il cortisolo, un ormone associato allo stress; il virus del COVID-19; un biomarcatore che indica le infiammazioni nell'organismo e tutta una serie di altri nutrienti e composti biologici.

Il nuovo dispositivo per la rilevazione degli estrogeni attraverso il sudore è concettualmente e fisicamente simile ai precedenti realizzati dal team di Gao. È costruito su una membrana plastica flessibile e presenta minuscole incisioni per convogliare piccole quantità di sudore nel sensore. Inoltre, delle nanoparticelle d'oro e pellicole di carburo di titanio note come MXenes conferiscono al sensore sufficiente conduttività elettrica per aumentarne la capacità di ricezione. La principale difficoltà nella progettazione del nuovo sensore, tuttavia, scaturisce dal fatto che l'estradiolo si caratterizza per una concentrazione nel sudore molto più bassa rispetto agli ormoni di cui in precedenza si è andati alla ricerca.

Per ovviare a queste difficoltà, il team di ricerca ha fatto ricorso agli aptameri, i quali funzionano come anticorpi artificiali e hanno la proprietà di legarsi specificamente a una molecola bersaglio. Quando un aptamero si lega a una molecola di estradiolo, rilascia la molecola redox, la quale viene catturata da un elettrodo vicino composto da nanoparticelle d'oro rivestite di MXene, generando un segnale elettrico correlato al livello di estradiolo. A questo punto il dispositivo indossabile trasmette i dati raccolti a un'app installata sullo smartphone, il tutto in modalità wireless.

Il dispositivo indossabile che Gao sta sviluppando sarebbe utile anche alle donne che hanno come obiettivo il concepimento di un bambino, sia naturalmente che attraverso la fecondazione in vitro. Il concepimento è possibile solo se l'ovulazione avviene secondo precise tempistiche, ma non tutte le donne hanno un ciclo riproduttivo che segue un programma regolare. Alcune donne riescono a monitorare l'ovulazione attraverso la temperatura corporea, ma è un metodo molto poco preciso. Inoltre, mentre la temperatura corporea cresce solo dopo l'inizio dell'ovulazione, gli estrogeni sono in aumento già prima di quest'ultima.

Altri individui che potrebbero trarre beneficio da un rilevatore di estrogeni indossabile sono quelli sottoposti a terapia ormonale sostitutiva (HRT) a causa del fatto che l'organismo non produce abbastanza estradiolo, comportando scompensi ormonali. In questi pazienti, i livelli di estradiolo devono essere attentamente monitorati per garantire che stiano assumendo il dosaggio corretto.