L’espirato può rivelare preziose informazioni sulla nostra salute

Per capire come sta il nostro organismo potrebbe bastare un respiro. Non è fantascienza, ma una delle frontiere più promettenti della medicina diagnostica, sulla quale l’Europa ha appena avviato un importante progetto di ricerca destinato a definire gli standard del settore nei prossimi tre anni. Si chiama «Metrology for breath gas analysis», coinvolge oltre venti partner tra istituti metrologici, università, ospedali e aziende europee e vede protagonista anche Siad, unica azienda italiana specializzata nelle miscele di gas metrologiche chiamata a partecipare al progetto.

«Nel respiro sono presenti centinaia di composti che raccontano ciò che accade all’interno del nostro organismo»

L’obiettivo è rendere l’analisi dell’espirato una metodologia affidabile, standardizzata e confrontabile tra laboratori diversi. Un passaggio indispensabile perché questa tecnologia possa diventare uno strumento clinico diffuso. «L’analisi del respiro ha ricevuto un forte impulso negli ultimi anni grazie all’arrivo di strumenti molto più performanti», spiega Giorgio Bissolotti, direttore scientifico e della ricerca in Siad. «Quando espiriamo non emettiamo soltanto anidride carbonica e parte dell’ossigeno che abbiamo inspirato: nel respiro sono presenti centinaia di composti che raccontano ciò che accade all’interno del nostro organismo. Analizzandoli possiamo ottenere informazioni sul metabolismo e, in prospettiva, individuare precocemente alcune patologie». L’idea non è nuova. Già i medici dell’antichità annusavano l’odore del respiro per riconoscere alcune malattie. Oggi, però, la sensibilità delle strumentazioni permette di rilevare sostanze presenti in concentrazioni infinitesimali, fino a parti per miliardo o addirittura per mille miliardi, aprendo scenari finora impensabili.

La sfida non riguarda soltanto gli strumenti. «Oggi il principale ostacolo è la standardizzazione», continua Bissolotti. «Bisogna capire come campionare correttamente il respiro, come conservarlo senza alterarne la composizione e quali tecnologie utilizzare per analizzarlo. Solo così sarà possibile confrontare i risultati ottenuti in laboratori diversi». A rendere ancora più complessa la ricerca sono le numerose variabili che influenzano il metabolismo umano: alimentazione, attività fisica, farmaci e perfino il momento della giornata possono modificare la composizione dell’espirato. Per questo un ruolo determinante sarà svolto anche dall’intelligenza artificiale, chiamata ad analizzare enormi quantità di dati per individuare quei gruppi di biomarcatori realmente associati alle diverse patologie.

In questo contesto entra in gioco Siad. L’azienda bergamasca contribuirà realizzando miscele di gas estremamente complesse che serviranno per verificare e tarare gli strumenti di analisi. Prima di analizzare il respiro di un paziente, infatti, è necessario essere certi che gli strumenti misurino correttamente ogni composto. «Siamo stati invitati a partecipare ad una ricerca europea, grazie alle competenze sviluppate negli anni nel campo della metrologia dei gas» afferma l’ingegnere Laura Gagni, responsabile miscele accreditate: «Siamo l’unica azienda attiva nel settore dei gas speciali coinvolta nel progetto e le miscele che dovremo preparare al Distretto dei Gas della Vita di Osio Sopra sono talmente complesse che, probabilmente, solo uno o due laboratori al mondo sono oggi in grado di realizzarle».

È proprio questo l’aspetto strategico dell’iniziativa. Se la ricerca porterà alla definizione di nuovi standard europei e le miscele sviluppate da Siad diventeranno il riferimento per la taratura degli strumenti, l’azienda potrà contare su un importante vantaggio competitivo in un settore destinato a crescere rapidamente. Le prospettive applicative sono ampie: dalla diagnosi precoce di alcune malattie al monitoraggio dell’efficacia delle terapie, fino allo sviluppo di una medicina sempre più personalizzata. «L’analisi dell’espirato potrebbe diventare una sorta di analisi del sangue non invasiva», conclude Bissolotti. «L’ideale sarebbe costruire nel tempo il profilo respiratorio di ogni persona e monitorarne le variazioni. Un semplice respiro potrebbe diventare il primo campanello d’allarme per individuare precocemente eventuali alterazioni».

Le miscele «impossibili»

Dietro la ricerca europea c’è anche una sfida tecnologica tutt’altro che banale: realizzare

miscele di gas contenenti decine di composti diversi, ciascuno presente in concentrazioni estremamente basse e certificate. «Queste miscele rappresentano il riferimento con cui vengono verificati gli strumenti di misura» spiega l’ingegnere Francesco Pigazzini, responsabile di produzione: «Prima di analizzare il respiro di una persona bisogna essere certi che lo strumento riconosca correttamente ogni singolo composto di interesse. Per questo prepariamo miscele certificate che riproducono, con la massima accuratezza possibile tali sostanze nella concentrazione desiderata. La complessità aumenta all’aumentare del numero dei componenti». «Le miscele multicomponente sono tra le più difficili da realizzare perché occorre garantire stabilità, precisione e riferibilità metrologica per ogni sostanza. È proprio questa competenza specialistica che ha permesso a Siad di essere coinvolta nel progetto europeo e che potrebbe trasformarsi in un importante patrimonio tecnologico anche per le future applicazioni industriali e sanitarie».