Chad A. Mirkin della Northwestern University, un leader di fama mondiale nella ricerca sulle nanotecnologie e nella sua applicazione, ha inventato e sviluppato un potente materiale che potrebbe rivoluzionare la biomedicina:gli acidi nucleici sferici (SNA).

Mirkin discuterà gli SNA e le loro applicazioni in terapia e diagnostica in una conferenza dal titolo "Nanostrutture in biologia e medicina" all'incontro annuale dell'American Association for the Advancement of Science (AAAS) a Boston. La sua presentazione fa parte del simposio "Convergence of Physical, Ingegneria, e Life Sciences:Next Innovation Economy" che si terrà venerdì, 15 febbraio.

Le potenziali applicazioni includono l'uso di SNA per trasportare al cervello terapie a base di acido nucleico per il trattamento del glioblastoma, la forma più aggressiva di cancro al cervello, così come altri disturbi neurologici come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson. Mirkin sta perseguendo in modo aggressivo trattamenti per tali malattie con Alexander H. Stegh, un assistente professore di neurologia presso la Feinberg School of Medicine della Northwestern.

"Queste strutture sono davvero molto spettacolari e incredibilmente funzionali, " Ha detto Mirkin. "Le persone in genere non pensano al DNA in forma sferica, ma questa nuova disposizione degli acidi nucleici conferisce interessanti proprietà chimiche e fisiche che sono molto diverse dagli acidi nucleici convenzionali".

Gli acidi nucleici sferici sono costituiti da densamente, acidi nucleici altamente orientati disposti sulla superficie di una nanoparticella, tipicamente oro o argento. Le minuscole palline non tossiche, ciascuno di circa 15 nanometri di diametro, può fare cose che la doppia elica familiare ma più ingombrante non può fare:

• Gli SNA possono entrare naturalmente nelle cellule ed effettuare il knockdown del gene, rendendo gli SNA uno strumento superiore per il trattamento delle malattie genetiche utilizzando la tecnologia di regolazione genica.
• Gli SNA possono facilmente attraversare formidabili barriere nel corpo umano, compresa la barriera emato-encefalica e gli strati che compongono la pelle.
• Gli SNA non suscitano una risposta immunitaria, e resistono al degrado, con conseguente vita più lunga nel corpo.

"Il campo della medicina ha bisogno di nuovi costrutti e strategie per il trattamento delle malattie, " Ha detto Mirkin. "Molti dei modi in cui trattiamo le malattie si basano su vecchi metodi e materiali. La nanotecnologia offre la possibilità di creare rapidamente nuove strutture con proprietà molto diverse dalle forme convenzionali della materia".

Mirkin è il professore di chimica George B. Rathmann al Weinberg College of Arts and Sciences e professore di medicina, ingegneria chimica e biologica, ingegneria biomedica e scienza e ingegneria dei materiali. È direttore dell'International Institute for Nanotechnology (IIN) della Northwestern.

L'anno scorso, Mirkin e Amy S. Paller, M.D., cattedra di dermatologia e professore di pediatria a Feinberg, sono stati i primi a dimostrare l'uso di idratanti commerciali per fornire la tecnologia di regolazione genica per la terapia del cancro della pelle. La droga, costituito da SNA, penetrato negli strati della pelle e mirato selettivamente ai geni che causano malattie, risparmiando i geni normali.

"Ora possiamo inseguire un'intera nuova serie di malattie, " Ha detto Mirkin. "Grazie al Progetto Genoma Umano e a tutta la ricerca genomica negli ultimi due decenni, abbiamo un numero enorme di obiettivi conosciuti. E possiamo usare lo stesso strumento per ciascuno, l'acido nucleico sferico. Cambiamo semplicemente la sequenza in modo che corrisponda al gene bersaglio. Questo è il potere della tecnologia di regolazione genica".