Un nanorobot contro le cellule tumorali
di Caterina Vinci
Sono robot di DNA le ultimissime nanobiotecnologie intelligenti nate per combattere in modo mirato le cellule tumorali e in generale le patologie cancerogene. Ricercatori della Harvard School di Boston (USA), utilizzando filamenti di DNA ripiegati e intrecciati fra loro (una tecnica denominata “DNA-origami”) per costruire nanostrutture tridimensionali, hanno messo a punto un nanorobot capace di muoversi all’interno del corpo umano, di identificare le cellule cancerogene e, infine di attaccarle inducendole all’auto-distruzione.
L’articolo che descrive questa nanobiotecnologia è stato pubblicato sul numero del 17 febbraio scorso di Science, ma ne ha parlato anche la rivista Nature. In pratica, viene imitato il funzionamento dei leucociti nel sistema immunitario umano, programmando, in questo caso, a priori il nanorobot per colpire quelle cellule che il sistema immunitario non riesce a controllare o a distruggere.
Il nanorobot realizzato dai ricercatori ha la forma di un minuscolo barile esagonale delle dimensioni di 35 milionesimi di millimetro (cioè da cento a mille volte inferiore alle dimensioni delle cellule), che si apre e si chiude longitudinalmente, munito di speciali aptameri (filamenti di acido nucleico) capaci di identificare le cellule bersaglio e di interagire con loro. Questo nano barile contiene al suo interno un “carico” costituito da opportune strutture molecolari che hanno, invece, la funzione di modificare le caratteristiche della cellula bersaglio fino a indurla all’autodistruzione.
Quando gli aptameri identificano la cellula bersaglio, secondo le istruzioni programmate, il nano barile si apre e il “carico” entra in funzione per attaccare e distruggere la cellula bersaglio. Sia gli aptameri, sia il “carico” possono agire in modo molto mirato, non solo per identificare e interagire con le specifiche cellule da distruggere, ma anche per eseguire il loro compito di distruzione in tempi prestabiliti. Quindi, il nanorobot può avere varie applicazioni non limitate soltanto alla terapia delle patologie tumorali, ma può funzionare come un anticorpo specifico contro virus e batteri oppure attivare risposte adatte a combattere le alterazioni del sistema immunitario.
Secondo Barbara Benassi, esperta dell’ENEA nel settore dell’oncologia sperimentale, la messa a punto di questo tipo di nanorobot potrebbe aprire nuove possibilità applicative per l’organismo. In particolar modo in campo oncologico, ma non solo, l’utilizzo di queste nano-biotecnologie permetterebbe di superare uno dei principali limiti applicativi delle terapie sistemiche antineoplastiche, quali la non specificità del bersaglio biologico. Dal momento che i nanorobot possono essere progettati e programmati in modo da rilasciare il loro “carico” esclusivamente in presenza di un “marker” molecolare caratteristico e possibilmente esclusivo della cellula patologica, quale ad esempio un antigene di superficie, l’effetto della terapia basata sul DNA-origami potrebbe risultare molto più specifico, e quindi meno tossico, di una strategia convenzionale.
Allo stato attuale i nanorobot non hanno lunga vita nell'organismo umano perché vengono processati e rimossi dal fegato oppure distrutti ad opera di specifici enzimi. Tuttavia, la loro stabilità si potrebbe in prospettiva prolungare mediante eventuali sinergie con diverse sostanze, quali ad esempio il polietilen glicol, in modo da protrarre nel tempo, in relazione al tipo di patologia, l’effetto della specifica terapia molecolare da somministrare mediante nano robot.