Gli scienziati del Centro tedesco per la ricerca sul cancro (DKFZ) sono riusciti a ricostruire le biomolecole nella loro forma speculare. L'obiettivo dei ricercatori è creare un sistema di sintesi proteica artificiale speculare. Il loro scopo è produrre proteine ​​terapeutiche speculari, come anticorpi, che sarebbe protetto dalla degradazione biologica nel corpo e non provocherebbe alcuna risposta immunitaria.

Quasi tutte le molecole biologiche esistono come due diverse strutture spaziali che sono correlate tra loro come l'immagine e l'immagine speculare. Queste molecole sono chiamate enantiomeri. Proprio come le mani destra e sinistra, non possono essere sovrapposti l'uno all'altro. A seconda della direzione in cui le molecole ruotano passando la luce polarizzata, sono chiamati D-enantiomeri (a destra) o L-enantiomeri (a sinistra). Mentre quasi tutte le proteine ​​presenti in natura sono costituite da L-amminoacidi, DNA e RNA sono costituiti da molecole D.

Gli scienziati del Centro tedesco di ricerca sul cancro (DKFZ) di Heidelberg stanno lavorando per sintetizzare le biomolecole nella loro forma speculare. In futuro, intendono costruire più di singole molecole:"Il nostro obiettivo a lungo termine è creare semplici, sistemi biologici artificiali in forma speculare che corrispondono a quelli della natura ma non interagiscono con l'ambiente, " afferma il capo progetto Jörg Hoheisel.

Nel loro presente lavoro, gli scienziati guidati da Hoheisel sono stati in grado di generare una versione speculare di una DNA-ligasi dagli amminoacidi D. Le ligasi uniscono i frammenti di DNA. La ligasi dell'immagine speculare può comporre un gene completo dell'immagine speculare da frammenti di DNA ugualmente speculari. Sono già disponibili anche altri enzimi D che replicano il DNA e lo trascrivono in RNA. "Questo è il punto dove siamo arrivati ​​per ora, " Riferisce Hoheisel. "Successivamente, abbiamo bisogno di una struttura speculare che svolga la funzione dei ribosomi nella cellula".

I ribosomi sono complessi macromolecolari nella cellula responsabili della traduzione dei filamenti di RNA in catene di amminoacidi, producendo così proteine. "Una volta che abbiamo generato ribosomi speculari, avremmo compilato un sistema semplice che ci avrebbe permesso di produrre qualsiasi tipo di proteina abbastanza facilmente, " ha detto Hoheisel. "Il sistema artificiale sarebbe indipendente dalla natura ma identico in tutte le caratteristiche biofisiche e chimiche e potrebbe in definitiva portare a un archetipico, copia speculare di una cella."

Mentre questa è ancora una visione del futuro più lontano, l'approccio sottostante potrebbe essere già utilizzato per scopi terapeutici nel prossimo futuro, ad esempio per sintetizzare anticorpi speculari. Oggi, queste immunoproteine ​​terapeutiche sono prodotte sinteticamente e utilizzate come farmaci per il trattamento di una serie di malattie, compreso il cancro. Però, il sistema immunitario del paziente può produrre anticorpi corporei contro gli anticorpi terapeutici. "Per il corpo, sono in definitiva invasori stranieri che devono essere combattuti, proprio come gli agenti patogeni, " ha spiegato Hoheisel. "Un farmaco anticorpale costituito da amminoacidi D speculari invece di amminoacidi L naturali probabilmente non provocherebbe alcuna risposta immunitaria, perché il sistema immunitario non riconosce le molecole D".

Inoltre, gli anticorpi speculari potrebbero essere terapeuticamente attivi per un tempo più lungo perché verrebbero degradati biologicamente molto lentamente nel corpo. Potrebbero anche essere convenientemente presi come pillole poiché gli enzimi digestivi nel corpo non li influenzerebbero. Hoheisel persegue questi obiettivi in ​​una collaborazione internazionale con il supporto del Ministero Federale dell'Istruzione e della Ricerca (BMBF).