(SARS-CoV-2-Immagine Credit: Pat Nolan).
In uno studio proof-of-concept condotto dalla School of Veterinary Medicine, i cani hanno identificato campioni positivi a SARS-CoV-2 con un’accuratezza del 96%.
Molti desiderano un ritorno alla “normalità” post-pandemica, che, per alcuni, può comportare concerti, viaggi e grandi raduni. Ma come stare al sicuro in mezzo a questi potenziali rischi per la salute pubblica?
Una possibilità, secondo un nuovo studio, sono i cani. Un’indagine proof-of-concept pubblicata di recente sulla rivista PLOS ONE suggerisce che cani di rilevamento appositamente addestrati possono fiutare campioni positivi a COVID-19 con una precisione del 96%. “Questa non è una cosa semplice che chiediamo ai cani di fare”, afferma Cynthia Otto, autrice senior del lavoro e Direttrice del Centro per cani da lavoro della Scuola di medicina veterinaria dell’Università della Pennsylvania. “I cani devono essere precisi nel rilevare l’odore dell’infezione, ma devono anche generalizzare gli odori di fondo di persone diverse: uomini e donne, adulti e bambini, persone di diverse etnie e aree geografiche”.
In questo studio iniziale, i ricercatori hanno scoperto che i cani potevano farlo, ma l’addestramento doveva procedere con grande cura e, idealmente, con molti campioni. I risultati stanno alimentando un’altra indagine che Otto e colleghi hanno soprannominato “lo studio della maglietta”, in cui i cani vengono addestrati a discriminare tra gli odori di individui COVID-positivi, -negativi e-vaccinati in base ai composti organici volatili che si raccolgono su una maglietta indossata durante la notte. “Stiamo raccogliendo molti più campioni in quello studio – centinaia o più – di quelli che abbiamo raccolto in questo primo e siamo fiduciosi che avvicinerà i cani a ciò che potrebbero incontrare in un contesto comunitario”, dice Otto.
Attraverso il Working Dog Center, lei e colleghi hanno avuto anni di esperienza nella formazione di cani per il rilevamento medico, compresi quelli in grado di identificare il cancro ovarico. Quando è arrivata la pandemia, hanno sfruttato quella competenza per progettare uno studio di rilevamento del coronavirus.
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I collaboratori Ian Frank della Perelman School of Medicine e Audrey Odom John del Children’s Hospital di Filadelfia hanno fornito campioni positivi al SARS-CoV-2 di pazienti adulti e pediatrici, nonché campioni di pazienti risultati negativi da utilizzare come controlli sperimentali. Otto ha lavorato a stretto contatto con l’esperta di coronavirus Susan Weiss della Penn Medicine per elaborare alcuni dei campioni nel laboratorio di livello di biosicurezza 2+ di Penn per inattivare i virus in modo che fossero sicuri per i cani. A causa della chiusura del posto di lavoro a causa della pandemia, invece di lavorare con i cani alla Penn Vet, i ricercatori hanno collaborato con Pat Nolan, un addestratore con una struttura nel Maryland.
Nello studio sono stati utilizzati otto Labrador Retriever e un Malinois belga che non avevano mai svolto attività di rilevamento medico. Per prima cosa i ricercatori li hanno addestrati a riconoscere un profumo caratteristico, una sostanza sintetica nota come composto di rilevamento universale (UDC). Hanno utilizzato una “ruota del profumo” in cui ciascuna delle 12 porte viene caricata con un campione diverso e hanno premiato il cane quando ha individuato il posto contenente UDC.
Quando i cani hanno risposto in modo coerente al profumo UDC, il team ha iniziato ad addestrarli a rispondere ai campioni di urina di pazienti positivi a SARS-CoV-2 e a distinguere i campioni positivi da quelli negativi. I campioni negativi sono stati sottoposti allo stesso trattamento di inattivazione (inattivazione termica o inattivazione detergente) dei campioni positivi.
Elaborando i risultati con l’assistenza del criminologo e statistico Penn Richard Berk, il team ha scoperto che dopo tre settimane di addestramento tutti e nove i cani erano in grado di identificare prontamente campioni positivi a SARS-CoV-2, con una precisione media del 96%. La loro sensibilità, o capacità di evitare falsi negativi, tuttavia, era inferiore, in parte, secondo i ricercatori, a causa dei rigorosi criteri dello studio.
Spiegano gli autori:
“Un approccio ai test rapidi consiste nello sfruttare la firma dei composti organici volatili (VOC) dell’infezione da SARS-CoV-2. I cani da rilevamento, un sensore biologico di COV, sono stati utilizzati per verificare se i campioni di urina e saliva positivi a SARS-CoV-2 presentassero una firma di odore unica. Il virus è stato inattivato in tutti i campioni di addestramento con detergente o trattamento termico. Utilizzando campioni di urina inattivati con detergente, i cani sono stati inizialmente addestrati a trovare campioni raccolti da pazienti ospedalizzati confermati con infezione da SARS-CoV-2, ignorando i campioni raccolti dai controlli. I cani sono stati quindi testati sulla loro capacità di riconoscere spontaneamente campioni di urina trattati termicamente e saliva trattata termicamente da pazienti positivi alla SARS-CoV-2 ospedalizzati. I cani hanno discriminato con successo tra campioni di urina infetti e non infetti, indipendentemente dal protocollo di inattivazione, nonché campioni di saliva trattati termicamente. La generalizzazione a nuovi campioni era limitata, in particolare dopo un addestramento intensivo con un insieme ristretto di campioni. Un odore unico associato all’infezione da SARS-CoV-2 presente nell’urina umana e nella saliva, fornisce impulso per lo sviluppo dello screening basato sugli odori, mediante metodi di rilevamento elettronici, chimici o biologici. L’uso di cani per lo screening in un ambiente operativo richiederà l’addestramento con un gran numero di nuovi campioni SARS-CoV-2 positivi e confermati negativi”.
Le principali lezioni apprese dallo studio, oltre a confermare che esiste un odore di SARS-CoV-2 che i cani possono rilevare, erano che l’addestramento futuro dovrebbe comportare un gran numero di campioni diversi e che i cani non dovrebbero essere addestrati ripetutamente sui campioni di ogni singolo individuo.
“Questo è qualcosa che possiamo portare avanti non solo nella nostra formazione COVID, ma nel nostro lavoro sul cancro e in qualsiasi altro sforzo di rilevamento medico che facciamo”, afferma Otto. “Vogliamo assicurarci di avere tutti i passaggi in atto per garantire qualità, riproducibilità, validità e sicurezza per quando rendiamo operativi i nostri cani e facciamo in modo che inizino lo screening in contesti comunitari”.
Fonte:PLOS ONE
