Nano-robot per colpire solo le cellule-tumorali

Un tipo di nanorobot a DNA

Un altro tipo di nanorobot

Gli scienziati dell'Istituto Wyss hanno messo a punto un nanorobot consegna-farmaco che si presenta come un barile aperto  (foto sopra). La superficie esterna del dispositivo è programmato per riconoscere un bersaglio su una superficie cellulare, il carico di droga (viola) è fissato con filamenti di ancoraggio (giallo) verso l'interno. Catene di DNA a doppio filamento fungono da fermi (blu, rosso, arancione e)  per garantire che il robot  si sblocchi solo in presenza di una chiave molecolare espressa dalle cellule bersaglio. Che apre il dispositivo (sotto a destra) e consente al carico utile di attaccare solo le cellule designate.

Naniti e nano-scala robot sono stati trovati in gran parte nel campo della fantascienza, ma gli scienziati di Harvard Wyss Institute for Biological Engineering Inspired stanno lavorando per rendere questa una realtà. L'obiettivo è quello di rintracciare e distruggere le cellule tumorali di un paziente, senza avere effetti negativi sui pazienti. Gli scienziati hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Science. Shawn Douglas, un ricercatore presso l'Istituto Wyss, descrive un metodo per la creazione di robot cellulari, circa le dimensioni di un virus, di filamenti di proteine ​​e DNA. E’ soprannominato il "nanorobot DNA",  un dispositivo con brevi, tubi esagonali fatti di DNA intrecciati che si aprono lungo la loro lunghezza come una conchiglia. Ad una estremità, vi è una cerniera DNA e dall'altro,vi è una coppia di frammenti di DNA intrecciati che agiscono come fermi per tenere il dispositivo-valvola.                                                                                                                                              L'interno può contenere molecole di sostanze, in modo efficace, trasformandolo in un dispositivo di erogazione, trasportare farmaci a celle specifiche all'interno del corpo umano. L'obiettivo è quello di rendere gli strumenti in grado di indirizzare le cellule malfunzionanti e correggerli.                                                                           Il DNA è un materiale ideale per la costruzione di dispositivi a scala nanometrica livello. Ci sono molti strumenti sviluppati in atto per capire, manipolare e realizzarlo. Usando sintetizzatori di DNA, è anche possibile creare molecole di lunghezze su ordinazione.                                                                                                         Gli scienziati stanno usando un processo chiamato origami di DNA per assemblare questi strumenti. È stato sviluppato nel 2006 presso il Caltech da un ricercatore di nome Paul Rothemund . Primo, un lungo filamento di DNA viene utilizzato come dorsale per ponteggio alla struttura. Il filamento è mescolato con brevi sequenze di DNA appositamente costruite, che sono progettati per legarsi a particolari sezioni del patibolo, flessioni e torsioni nelle predeterminati forme.                                                                                                                                                   Douglas utilizza il DNA del virus M13, innocuo per gli esseri umani, come ponteggio ma funzionerà come qualsiasi molecola di DNA lungo. Ciascuno dei nanorobot misura 45 nanometri da 35 nanometri di larghezza, che significa che può interagire direttamente con la superficie delle singole cellule. Il DNA nanorobot rintraccia specifici tipi cellulari, grazie ai sui fermi molecolari. Aptimers, due fili ritorti di DNA, possono essere progettati per reagire ad un marcatore chimico specifico o ligando, su un particolare tipo di cellula, come quelli in un tumore canceroso. Attualmente, Douglas sta progettando aptimers DNA che si dipanano in presenza del fattore di crescita di piastrine, derivato dalle piastrine (PDGF), una proteina che regola la crescita e la divisione cellulare. Si trova, espressamente sulla membrana esterna delle cellule cancerose. Questa può essere usato come un bersaglio per i nanorobot DNA. E 'auspicabile che colpendo cellule specifiche in questo modo, i nanorobot potranno curare malattie come il cancro senza la necessità di chemioterapia.