Design, characterization and validation of an innovative biosensor for illegal hypertrophy treatments detection in cattle breeding

Il lavoro svolto durante questo dottorato di ricerca e riassunto in questa tesi ha avuto l’obiettivo di progettare, realizzare e caratterizzare un sistema unificato per la rilevazione di trattamenti anabolizzanti sui capi di bestiame bovini da carne, indipendentemente dalla sostanza utilizzata per i trattamenti. La tecnologia ideata consente di effettuare gli esami in modo molto pi`u rapido che con i sistemi tradizionali e direttamente sul campo, su campioni d’urina dell’animale. Il suo principale punto di forza `e l’indipendenza dal tipo di sostanza utilizzata che la rende ottimale per essere utilizzata come tecnica di screening. Una volta individuati gli animali trattati mediante il sistema, sar ́a possibile andare ad identificare e quantificare la sostanza anabolizzante mediante le tecniche stan- dard di analisi. Tale indipendenza `e ottenuta cambiando il paradigma di rilevazione delle sostanze e basandolo sull’effetto ipertrofico che queste hanno in vitro su una coltura di cellule miogeniche. L’effetto ipertrofico attiva nella linea cellulare miogenica, dotata dei recettori per le sostanze anabolizzanti e geneticamente modificata allo scopo, la sovrapro- duzione di acido lattico, che viene rilasciato dalla cellula nel mezzo. Qui l’acido lattico viene quindi quantificato da un biosensore elettrochimico enzimatico, grazie al quale `e possibile ottenerne una veloce e precisa quantificazione con un’apparato di misura economico e miniaturizzabile. La quantificazione della concentrazione di acido lattico prodotto dalle cellule consente, a ritroso, di individuare la presenza di sostanze anabo- lizzanti nel campione d’urina dell’animale.