Uno degli aspetti più promettenti e affascinanti che caratterizzano la ricerca nel campo delle nanotecnologie è la possibilità di progettare e sintetizzare in laboratorio strutture e macchine molecolari di dimensioni nanometriche che in futuro potranno essere impiegate in numerose applicazioni, inclusa quella clinica. Tra i vari modi in cui è possibile creare queste nanostrutture recentemente è stato dimostrato che l’utilizzo di DNA sintetico presenta molti vantaggi. Innanzitutto, sfruttando le semplici e ben note interazioni tra basi complementari, si possono progettare sequenze di DNA che, proprio come dei mattoncini Lego, sono in grado di auto-assemblarsi in strutture ben definite in maniera altamente controllata e programmata. Sfruttando questo principio negli ultimi anni sono state create diverse strutture sia a due che a tre dimensioni in cui il DNA sintetico veniva utilizzato come “mattoncino” molecolare.
Per fare in modo che queste strutture possano essere applicate in ambito clinico è però importante riuscire a controllare il loro assemblaggio o disassemblaggio con marker di rilevanza clinica. In questo modo si potrebbe, ad esempio, rilasciare un carico terapeutico contenuto nella nanostruttura solo in presenza di un marker clinico caratteristico di una determinata malattia.
In un lavoro appena pubblicato nella prestigiosa rivista Nature Communications, un gruppo di ricerca dell’Università di Roma Tor Vergata ha dimostrato che questo è possibile utilizzando degli anticorpi come strumenti molecolari che guidano l’assemblaggio o disassemblaggio di nanostrutture.
Gli anticorpi sono proteine che possono essere utilizzate come marker per numerose patologie; gli anticorpi sono infatti prodotti dal nostro organismo in risposta alla presenza di sostanze estranee o potenzialmente pericolose e hanno il compito di riconoscere tali sostanze e disattivare la loro potenziale pericolosità.
“Questo progetto è iniziato due anni fa quando abbiamo realizzato che lo straordinario e regolato meccanismo con cui gli anticorpi rispondono ad agenti esogeni di varia natura potesse essere utilizzato nel campo delle bio-nanotecnologie”, afferma Francesco Ricci, Professore Ordinario all’Università di Roma Tor Vergata. “La nostra idea è stata quindi quella sfruttare gli anticorpi come strumenti molecolari per guidare la costruzione di nanostrutture a DNA”.
“Abbiamo utilizzato mattoncini di DNA progettati per legarsi l’uno all’altro a formare delle strutture tubulari, che chiamiamo nanotubi”, dice Simona Ranallo, ricercatrice post-doc nel gruppo del Prof. Ricci e primo autore della pubblicazione. “Affinché l’assemblaggio di tali strutture fosse promossa dalla presenza di anticorpi, abbiamo introdotto in queste unità degli elementi di riconoscimento (antigeni) specifici per gli anticorpi di interesse. In questo modo solo quando l’anticorpo specifico è presente nel campione la formazione dei nanotubi ha inizio!”.
“Gli anticorpi sono strumenti molecolari altamente specializzati” aggiunge il Prof. Ricci, “e abbiamo sfruttato la loro capacità di riconoscere in maniera specifica diversi antigeni per progettare mattoncini di DNA che potessero formare nanotubi in presenza di anticorpi diversi”.
“Abbiamo fatto poi un ulteriore passo avanti” continua il Prof. Ricci, “siamo riusciti non solamente ad assemblare queste nanostrutture in presenza di uno specifico anticorpo, ma anche a disassemblarle con un diverso anticorpo”.
Questa strategia dimostra che è possibile progettare nanostrutture intelligenti in grado di formarsi e distruggersi in presenza di uno specifico marker e pertanto potrebbe avere potenziali applicazioni in ambito biomedico, diagnostico e terapeutico.
(ITALPRESS).
