I ricercatori dell'Università di Birmingham hanno progettato un nuovo approccio al trattamento del cancro e di altre malattie che utilizza una molecola meccanicamente interconnessa come "proiettile magico".

Chiamati rotassani, le molecole sono minuscole strutture in nanoscala che assomigliano a un manubrio con un anello intrappolato attorno al palo centrale. Gli scienziati hanno sperimentato i rotassani basati su sottili, post centrali filiformi per un certo numero di anni, ma questo nuovo design utilizza invece una molecola "elica" supramolecolare di forma cilindrica molto più grande, lunga circa 2 nm e larga 1 nm, che ha una notevole capacità di legare giunzioni o forcelle a forma di Y nel DNA e nell'RNA.

Queste forcelle vengono create quando il DNA si replica e, negli esami di laboratorio, i ricercatori di Birmingham hanno dimostrato che, quando si legano alle giunzioni, le molecole del cilindro sono in grado di fermare le cellule cancerose, batteri e virus dalla riproduzione.

Per ottenere il controllo su quel legame, il team delle Scuole di Chimica e Bioscienze dell'Università, collaborato con ricercatori a Wuhan, in Cina, e Marsiglia, in Francia, per risolvere la sfida di identificare una struttura ad anello abbastanza grande da adattarsi a questa molecola cilindrica centrale. Ora hanno dimostrato che una gigantesca molecola a forma di zucca, detta cucurbita[10]uril) è in grado di ospitare il cilindro. Quando l'anello è presente, la molecola di rotaxano non è in grado di legarsi.

Per evitare che il cilindro scivoli fuori dall'anello a forma di zucca, i ricercatori hanno aggiunto rami a ciascuna estremità del cilindro. Hanno dimostrato che il cilindro viene quindi bloccato meccanicamente all'interno dell'anello e che possono usarlo per controllare il modo in cui il cilindro supramolecolare interagisce con l'RNA e il DNA.

I risultati, pubblicato in Giornale della Società Chimica Americana , mostrare non solo come queste molecole complesse possono essere prodotte in modo semplice ed efficiente, ma anche come il numero di rami può essere utilizzato per regolare la velocità con cui il cilindro può fuoriuscire dall'anello a forma di zucca, da veloce a per niente. Ciò consente il controllo temporale del riconoscimento della forcella e quindi dell'attività biologica.

Ricercatore capo, Professor Mike Hannon, spiega:"Si tratta di un nuovo approccio davvero promettente che sfrutta una chimica solida e comprovata in un modo completamente nuovo che ha il potenziale per il trattamento mirato di tumori e altre malattie.

"Il nostro approccio è molto diverso dai principali farmaci antitumorali che comunemente colpiscono tutte le cellule del corpo, non solo le cellule cancerose. La molecola di rotaxano mantiene la promessa che, accendendolo e spegnendolo secondo necessità, può mirare e inibire specificamente le cellule tumorali con un alto grado di precisione".

L'Università di Birmingham Enterprise ha depositato una domanda di brevetto che copre la struttura e il design di questi nuovi rotassani, e il team ha già iniziato a lavorare per esplorare una varietà di applicazioni per l'approccio.