Un team internazionale di ricercatori dell'Università di Roma Tor Vergata e dell'Università di Montreal ha riferito, in un articolo pubblicato questa settimana in Comunicazioni sulla natura , la progettazione e la sintesi di una fionda molecolare su scala nanometrica fatta di DNA che è 20, 000 volte più piccolo di un capello umano. Questa fionda molecolare potrebbe "sparare" e fornire farmaci in punti precisi del corpo umano una volta innescati da specifici marcatori di malattie.

La fionda molecolare è lunga solo pochi nanometri ed è composta da un filamento di DNA sintetico che può caricare un farmaco e quindi fungere efficacemente da elastico della fionda. Le due estremità di questo "elastico" di DNA contengono due parti di ancoraggio che possono aderire specificamente a un anticorpo bersaglio, una proteina a forma di Y espressa dall'organismo in risposta a diversi agenti patogeni come batteri e virus. Quando le parti di ancoraggio della fionda riconoscono e si legano alle braccia dell'anticorpo bersaglio, l'"elastico" del DNA viene allungato e il farmaco caricato viene rilasciato.

"Una caratteristica impressionante di questa fionda molecolare, "dice Francesco Ricci, Professore Associato di Chimica presso l'Università degli Studi di Roma Tor Vergata, "è che può essere attivato solo dall'anticorpo specifico che riconosce i tag di ancoraggio dell'"elastico" del DNA. Semplicemente cambiando questi tag, si può così programmare la fionda per rilasciare un farmaco in risposta a una varietà di anticorpi specifici. Poiché anticorpi diversi sono marcatori di malattie diverse, questo potrebbe diventare un'arma molto specifica nelle mani del clinico".

"Un'altra grande proprietà della nostra fionda, " aggiunge Alexis Vallée-Bélisle, Assistant Professor presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Montreal, "è la sua grande versatilità. Ad esempio, fino ad ora abbiamo dimostrato il principio di funzionamento della fionda utilizzando tre diversi anticorpi trigger, compreso un anticorpo HIV, e impiegando acidi nucleici come farmaci modello. Ma grazie all'elevata programmabilità della chimica del DNA, ora si può progettare la fionda del DNA per "sparare" un'ampia gamma di molecole terapeutiche".

"Progettare questa fionda molecolare è stata una grande sfida, "dice Simona Ranallo, un ricercatore post-dottorato nel team di Ricci e autore principale del nuovo studio. "Ci sono voluti una lunga serie di esperimenti per trovare il design ottimale, che mantiene il farmaco caricato in 'elastico' in assenza dell'anticorpo, senza influenzare troppo la sua efficienza di tiro una volta che l'anticorpo innesca la fionda."

Il gruppo di ricercatori è ora desideroso di adattare la fionda per la consegna di farmaci clinicamente rilevanti, e per dimostrare la sua efficacia clinica. "Prevediamo che fionde molecolari simili possano essere utilizzate nel prossimo futuro per somministrare farmaci in punti specifici del corpo. Ciò migliorerebbe drasticamente l'efficienza dei farmaci e diminuirebbe i loro effetti secondari tossici, " conclude Ricci.

Il prossimo passo del progetto è mirare a una malattia e un farmaco specifici per i quali la fionda terapeutica può essere adattata per i test su cellule in vitro, prima del test sui topi.