Nanorobot di DNA per uccidere i tumori

Nanobot di DNA con molecole di trombina (Immagine cortesia Jason Drees, Arizona State University)
Nanobot di DNA con molecole di trombina (Immagine cortesia Jason Drees, Arizona State University)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Biotechnology” descrive una ricerca che utilizza nanotecnologie basate sullo sfruttamento di DNA a scopo medico. Un team di scienziati della Arizona State University (ASU) e del Centro Nazionale per Nanoscienze e Tecnologia dell’Accademia Cinese delle Scienze ha programmato nanorobot per tagliare il flusso sanguigno ai tumori.

Il tipo di cura sviluppato dagli scienzati che hanno condotto questo studio si basa sulla capacità di utilizzare nanorobot fatti di DNA per indurre il coagulo di sangue e di conseguenza il blocco del nutrimento alle cellule tumorali. Un fattore importante di questa ricerca è che si tratta di una tecnica che potrebbe essere utilizzata contro molte forme di tumore.

Le operazioni che portano al coagulo di sangue devono essere condotte con estrema precisione. Ciò è possibile grazie al fatto che i nanorobot sono estremamente piccoli proprio perché fatti di DNA ma allo stesso tempo possono essere programmati con precisione per agire su specifici vasi sanguigni.

I nanorobot sono sostanzialmente pezzi di DNA autoassemblanti creati grazie alla tecnica dell’origami a DNA. In parole molto semplici, si tratta di una tecnica che permette al DNA di ripiegarsi per creare le forme desiderate a 2 o 3 dimensioni. Questo tipo di tecnica è stato sviluppato nel corso degli anni ed è stato già usato varie volte in ricerche mediche.

In questa ricerca, i nanorobot vengono assemblati partendo da un foglio rettangolare di origami a DNA delle dimensioni di 90×60 nanometri. Un enzima chiamato trombina, che provoca la coagulazione del sangue, viene attaccato alla superficie. La trombina viene attaccata ai nanorobot in modo che la possano trasportare nel flusso sanguigno.

Per programmare i nanorobot i ricercatori hanno utilizzato un apposito aptamero, un acido nucleico che si lega a una specifica molecola. In questo caso, l’aptamero usato si lega alla nucleolina, una proteina prodotta in abbondanza sulla superficie di cellule endoteliali, che sono quelle che rivestono l’interno dei vasi sanguigni.

In sostanza, i nanorobot si attaccano alle pareti dei vasi sanguigni in corrispondenza del tumore e rilasciano la trombina, che causa la coagulazione del sangue interrompendo il flusso sanguigno al tumore. Negli esperimenti sui topi, gli effetti si sono visti poche ore dopo l’iniezione dei nanorobot.

Gli esperimenti non hanno mostrato danni collaterali come l’occlusione di altri vasi sanguigni perciò i tessuti sani non sono stati danneggiati. Vari tipi di tumori hanno cominciato a morire rapidamente e su 8 topi testati 3 hanno mostrato una regressione completa del tumore.

Secondo Hao Yan dell’ASU questa ricerca costituisce un notevole progresso nell’applicazione di nanotecnologie basate sul DNA nelle terapie contro il cancro. Gli esperimenti che hanno riprodotto forme di cancro esistenti negli esseri umani come quelli a seno, ovaie, polmoni e pelle hanno fornito risultati interessanti ma questo è solo il primo passo.

L’applicazione di questo tipo di tecnica agli esseri umani è un grosso passo e in questi casi i tempi di sperimentazione tendono a essere lunghi. Si tratta comunque di un’applicazione di nanotecnologie molto interessante che potrebbe avere sviluppi molto importanti nei prossimi anni.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *