Cani anti-COVID “sfidano” i tamponi: ecco cosa dice la scienza

I VOC come rilevatori biologici

Da oltre un anno la pandemia da COVID-19 continua a diffondersi. L’identificazione in tempo reale di individui affetti da SARS-CoV-2 è fondamentale per interrompere le catene di contagio. I test di rilevazione attuali dipendono dalla raccolta di campioni attraverso tamponi oro-faringei. Inoltre, la disponibilità di test antigenici è limitata e in diverse regioni è aggravata dalla carenza di reagenti, tempi di elaborazione prolungati, risultati ritardati o falsi negativi e falsi positivi.
Un approccio alternativo ai test rapidi consiste nello sfruttare i composti organici volatili (VOC) associati al virus. I VOC  comprendono diversi composti chimici che, nel loro insieme, hanno comportamenti fisici e chimici differenti. Essi sono accomunati dal fatto che presentano un’alta volatilità e causano impronte olfattive specifiche che possono essere rilevate, con un alto tasso di precisione, da cani addestrati per il rilevamento di profumi.

I cani da rilevamento e gli esperimenti condotti

I ricercatori stanno studiando come i cani da rilevamento riescano a percepire una forma di odore univoca nei campioni di saliva, urine e sudore di pazienti positivi a SARS-CoV-2. Sono stati condotti ad oggi diversi esperimenti.

L’esperimento condotto sulla saliva di pazienti ospedalizzati

Otto cani da rilevamento sono stati addestrati per 1 settimana. Il fine era di rilevare la saliva, secrezioni tracheobronchiali e urine di pazienti ospedalizzati infetti da SARS-CoV-2. Il virus è stato inattivato in tutti i campioni di addestramento con detergente o trattamento termico. I cani hanno discriminato con successo tra campioni positivi e negativi di saliva, con sensibilità diagnostica media dell’82,63% (indipendentemente dal protocollo di inattivazione).
Durante la presentazione di 1012 campioni randomizzati, ovvero campioni scelti casualmente, privi di errori sistematici, i cani hanno raggiunto un tasso di rilevamento medio complessivo del 94%.

Ruota del profumo utilizzata in questo studio. Fonte immagine: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8046346/figure/pone.0250158.g001/
Sensibilità (barre rosso scuro) e specificità (barre arancioni) della risposta del singolo cane a miscele di campioni di urina trattati termicamente e positivi al SARS-CoV-2. Con sensibilità si intende  la capacità di identificare correttamente i soggetti ammalati. Con ”specificità” si intende la capacità di svelare e/o quantificare una determinata sostanza in presenza di altre aventi proprietà molto simili. Fonte immagine: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8046346/figure/pone.0250158.g001/

L’esperimento condotto sul sudore di pazienti ospedalizzati

Lo studio condotto in due siti (Parigi in Francia e Beirut in Libano) ha coinvolto sei cani da rilevamento addestrati per 1-3 settimane. Per lo studio sono stati scelti 177 individui di cui 95 sintomatici COVID-19 positivi e 82 asintomatici COVID-19 negativi. È stato raccolto un campione di sudore ascellare per individuo. Una volta addestrato, il cane doveva distinguere il campione positivo COVID-19 posizionato in modo casuale dietro uno dei tre o quattro coni olfattivi (gli altri coni contenevano almeno un campione negativo COVID-19).  Lo studio condotto era randomizzato e in doppio cieco. Ciò significa che il cane e il suo conduttore non conoscevano la posizione del campione positivo per COVID. La percentuale di successo per cane variava dal 76% al 100%.

Apparecchiature di prova. Fonte immagine: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7728218/figure/pone.0243122.g005/

L’esperimento condotto su viaggiatori all’aeroporto di Helsinki

L’esperimento è stato successivamente condotto presso l’aeroporto di Helsinki (Finlandia), in collaborazione con l’Università di Helsinki, così da avere una più ampia scala di soggetti da sottoporre a screening. I viaggiatori dovevano asciugare il sudore prodotto dal collo mediante un apposito panno successivamente riposto dietro una parete scura. Il cane in poche decine di secondi era in grado di discriminare un campione positivo sintomatico o asintomatico da uno non positivo. I cani infatti sembrano riconoscere la malattia in una fase ancora più precoce rispetto ai tamponi analizzati con la tecnica della PCR, per i quali sono necessarie 18 milioni di molecole rispetto alle 10-100 molecole che il cane sfrutta.

Fonte immagine: https://it.mashable.com/4345/cani-anti-covid-aeroporti-helsinki

Olfatto magico? Come fanno?

L’olfatto canino è già usato negli aeroporti, dogane e stazioni per rilevare la presenza di esplosivi e droghe. Inoltre individua casi di diabete, alcuni tipi di cancro, attacchi di panico ed epilessia. Il sistema olfattivo dei cani è particolarmente sviluppato: la loro mucosa olfattiva supera i 150 cm2 e il loro cervello olfattivo possiede un numero di neuroni 40 volte superiore a quello degli esseri umani.
Studi recenti, pubblicati su Experimental Biology, dimostrano come i cani siano in grado di selezionare con una precisione del 97% campioni di sangue appartenenti a persone malate di carcinoma polmonare. Inoltre, i ricercatori delle Università di Lund, in Svezia, e dell’Università Eötvös Loránd di Budapest, hanno individuato nei cani la capacità di percepire le radiazioni termiche provenienti da corpi caldi, come già noto in serpenti o pipistrelli.

Fonte immagine: https://www.bedandpet.it/discriminazione-olfattiva/

La possibilità di screening di massa non intrusivi

Gli studi sopra esposti hanno quindi dimostrato che la sensibilità, la specificità e le percentuali di successo riportate, sono paragonabili o migliori della RT-PCR standard. Questo significa che i cani da rilevamento degli odori potrebbero a breve essere impiegati per schermare e identificare in modo non intrusivo le persone infette dal virus COVID-19 in ospedali, scuole, università, aeroporti, stazioni, concerti ed eventi sportivi. L’uso di cani per lo screening richiede però un adeguato addestramento con un gran numero di nuovi campioni SARS-CoV-2 positivi e negativi confermati.

Francesca Umina

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