Robot di DNA aprono nuove strade per la cura del cancro

Robot di DNA: i ricercatori stanno utilizzando ritagli di DNA per generare minuscoli dispositivi meccanici in grado di distribuire un farmaco che interrompe la fornitura di sangue ai tumori 

Un nuovo articolo tradotto da Visionari offre ai lettori di AI4Business una vista sulle nuove frontiere delle nanotecnologie, in particolare dei robot di DNA. In questo articolo, originariamente pubblicato sulla rivista The Scientist, si parla di nanorobot di DNA che viaggiano nel sangue e provocano la morte delle cellule tumorali.

Sono robot di DNA che viaggiano nel sangue, trovano i tumori e distribuiscono una proteina che provoca la coagulazione del sangue per innescare la morte delle cellule tumorali nei topi, secondo uno studio pubblicato il 12 febbraio in Nature Biotechnology.

Gli autori hanno “dimostrato che è effettivamente possibile somministrare farmaci site-specific utilizzando nanobot biocompatibili, biodegradabili e a base di DNA per terapie oncologiche”, afferma Suresh Neethirajan, un bioingegnere dell’ Università di Guelph in Ontario, Canada, che non ha partecipato allo studio.

“Si tratta di una combinazione diagnostica di biomarcatori presenti sulla superficie del cancro stesso che, riconoscendo il tumore, consegnano il farmaco specifico in grado di eliminarlo.”

Il team internazionale di ricercatori ha iniziato con l’obiettivo di “trovare un modo per progettare nanorobot che possano essere applicati al trattamento del cancro nell’uomo,” scrive il co-autore Hao Yan dell’Arizona State University in una e-mail a The Scientist.

Yan e colleghi hanno prima generato un foglio di DNA auto-assemblante, rettangolare, in stile origami, a cui hanno collegato la trombina, un enzima responsabile della coagulazione del sangue. Poi, hanno usato elementi di fissaggio DNA per unire i bordi del rettangolo con il nanorobot tubolare con trombina all’interno. Gli autori hanno progettato gli elementi di fissaggio in grado di dissociarsi quando legano la nucleolina — una proteina specifica alla superficie delle cellule che veicolano il sangue al tumore — punto in cui il tubo si apre ed espone il suo carico.

Gli scienziati hanno poi iniettato i robot di DNA, i nanorobot, per via endovenosa in topi con tumori umani del cancro al seno. I robot di DNA hanno attaccato le cellule vascolari nei siti tumorali e causato estesi coaguli di sangue nei vasi tumorali entro 48 ore, senza causare la coagulazione altrove nei corpi degli animali. Questi coaguli di sangue hanno portato a necrosi tumorale-cellulare, con conseguente riduzione dei tumori e una migliore possibilità di sopravvivenza rispetto ai topi non esposti al trattamento. Il team di Yan ha anche scoperto che il trattamento nanorobot ha aumentato la sopravvivenza e portato alla riduzioni dei tumori in un modello di melanoma del topo e nei topi con xenotrapianti di cellule tumorali ovariche umane.

Gli autori stanno “guardando ai biomarcatori specifici delle cellule tumorali, che è fondamentalmente il sacro graal per la terapia del cancro,” dice Scott Lenaghan dell’Università del Tennessee, che non è stato coinvolto nel lavoro. Il passo successivo è quello di indagare qualsiasi danno — come i coaguli non rilevati o le risposte del sistema immunitario — dell’organismo ospite, dice, così da poter determinare quanto trombina è necessario consegnare ai siti tumorali.

Gli autori hanno mostrato nello studio che i nanorobot non hanno causato la coagulazione dei tessuti principali dei maialini nani, il che soddisfa alcune preoccupazioni per la sicurezza, ma Yan è d’accordo sul fatto che è necessario più lavoro. “Siamo interessati ad approfondire ulteriormente le modalità pratiche di questo lavoro nei modelli di topo,” scrive.

Passare da “una sperimentazione sui topi all’uomo è un passo enorme”, dice Mauro Ferrari, ingegnere biomedico dell’Houston Methodist Hospital e del Weill Cornell Medical College, che non ha partecipato allo studio.

“Non è ancora chiaro se sarà clinicamente rilevante mirare alla nucleolina e somministrare trombina,” dice, “ma l’aspetto rivoluzionario è che questa è una piattaforma. Essi possono utilizzare un approccio simile per altre malattie, che è davvero emozionante. Ha grandi implicazioni.”

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