Ricercatori delle università di Wageningen, Eindhoven, Leida e Nimega hanno sviluppato un virus sintetico. Questo può essere utilizzato in futuro per "confezionare" nuove generazioni di farmaci costituiti da grandi biomolecole e per consegnarli in cellule malate, da un processo naturale. Prof.dr.ir. Paul van der Schoot alla TU/e ​​era responsabile della ricerca teorica di base. I risultati confermano anche che ha risolto un quesito vecchio di trent'anni. L'opera è stata pubblicata domenica scorsa in Nanotecnologia della natura .

Nuovi tipi di farmaci sono costituiti da grandi biomolecole come DNA e RNA. Consegnarli alle cellule malate è impegnativo. Ad esempio il DNA è intrinsecamente incapace di penetrare all'interno delle cellule, e si scompone rapidamente. Questo è il motivo per cui i virus naturali che sono stati resi innocui vengono utilizzati per fornire questi medicinali. I virus possono penetrare efficacemente nelle cellule, ma il processo per rendere innocui i virus naturali non è ancora stato perfezionato. Gli scienziati sono quindi alla ricerca di alternative.

Trent'anni

La ricerca pubblicata su Nanotecnologia della natura si basa su un modello teorico che descrive come viene prodotto il virus del mosaico del tabacco. Paul van der Schoot (dipartimento di Fisica Applicata) ha recentemente sviluppato questo modello insieme al dott. Daniela Kraft dell'Università di Leida. Van der Schoot ha utilizzato i dati di misurazione della formazione di questo virus, che era rimasto inspiegato negli ultimi trent'anni.

Attacco enzimatico

Un virus è sempre costituito da materiale genetico (DNA o RNA), incapsulato in uno strato di proteine. Questi consentono ai virus di entrare nelle cellule. Parti mancanti del materiale genetico sono fatali per questo processo perché consentono agli enzimi di attaccare il materiale. Nel suo modello, Van der Schoot ha aggiunto un anello mancante vitale alla comprensione esistente di come l'RNA del virus del mosaico del tabacco raccoglie un rivestimento proteico circostante.

Prova

Questo anello mancante è chiamato regolazione allosterica, e consente alle proteine ​​di aiutarsi a vicenda a legarsi all'RNA. "È difficile che la prima proteina si leghi", spiega Van der Schoot. "Ma il primo aiuta il secondo, e il secondo aiuta il terzo, e così via." Ha usato questa comprensione teorica insieme a Renko de Vries di Wageningen UR per scrivere una proposta di ricerca per il confezionamento di una molecola simile al DNA. Ciò ha permesso loro di sviluppare nuove basi sulla teoria delle "proteine ​​di confezionamento". Il fatto che questo abbia prodotto il risultato desiderato è importante per i farmaci per correggere i difetti genetici, Per esempio. Dimostra anche il modello teorico di Van der Schoot. Il dottorando TU/e ​​Sabre Naderi ha conseguito il dottorato all'inizio di quest'anno su questa ricerca.

Nanometri

C'è anche un altro aspetto di Eindhoven in questa storia:il ricercatore di TU/e ​​Nico Sommerdijk è stato in grado di chiarire il processo di confezionamento. Questo avviene su scala nanometrica, quindi richiede l'uso del microscopio crioTEM dell'università.

Cellule di lievito

Le proteine ​​costruite dai ricercatori si ispirano a proteine ​​naturali come quelle che si trovano nella seta e nel collagene; segmenti proteici con una struttura semplice. Per "produrre" queste proteine ​​hanno usato il meccanismo naturale delle cellule di lievito. Quando le proteine ​​virali sintetiche vengono mescolate con il DNA, vengono spontaneamente ricoperte da un forte rivestimento proteico protettivo attorno a ciascuna molecola di DNA, producendo "virus sintetici".

I ricercatori si aspettano che l'alto grado di precisione con cui le proteine ​​"impacchettano" le molecole di DNA offra numerose opportunità di incorporare altre caratteristiche dei virus. Questi potrebbero in futuro portare a modi sicuri ed efficaci per fornire farmaci di nuova generazione, soprattutto nella terapia genica. Inoltre, i virus sintetici potrebbero in futuro essere ulteriormente sviluppati per le molte altre applicazioni per le quali i virus sono già utilizzati nella bio e nanotecnologia.