La diagnostica del cancro e le opzioni di trattamento potrebbero essere drasticamente migliorate con la creazione di un nanodispositivo "designer" sviluppato da ricercatori del Regno Unito, Italia, gli Stati Uniti e l'Argentina.

Il "nanodecodificatore" diagnostico, che consisterà in DNA autoassemblato e nanostrutture proteiche, farà avanzare notevolmente il rilevamento dei biomarcatori e fornirà un'accurata caratterizzazione molecolare consentendo una valutazione più dettagliata di come i tessuti malati rispondono alle terapie. Un biomarcatore, o marcatore biologico, si riferisce a un indicatore misurabile di uno stato o condizione biologica. Un esempio di biomarcatore comunemente usato in medicina è l'antigene prostatico specifico (PSA). Questo marker può essere misurato come proxy delle dimensioni della prostata con rapidi cambiamenti che potrebbero indicare il cancro.

Il progetto quadriennale 'Immuno-NanoDecoder' coinvolge il capofila Università di Roma Tor Vergata, Italia; insieme all'Università di Lincoln, UK; Ospedale di Udine, Italia; Università del Tempio, Filadelfia, Pennsylvania; e Università di Buenos Aires, Argentina.

L'obiettivo a lungo termine del progetto è sviluppare un nanodispositivo molecolare per l'imaging di biomarcatori in campioni di tessuto e cellule. Inizialmente aiuterà a caratterizzare con precisione i tumori della pelle e la glicogenosi di tipo II (in cui il corpo non può liberarsi del glicogeno dai muscoli), particolarmente utile per valutare in vitro l'efficacia delle terapie sperimentali.

È finanziato con un 441, Sovvenzione di 000 euro dal programma Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE).

Il team dell'Università di Lincoln sarà responsabile dell'ingegneria e della sintesi di un componente chiave del nanodispositivo:un connettore molecolare a due vie per legare la parte proteica allo scaffold del DNA.

Il coinvolgimento di Lincoln sarà guidato dal dottor Enrico Ferrari della School of Life Sciences, specializzato nell'assemblaggio di proteine, e il dottor Ishwar Singh della School of Pharmacy, che ha esperienza sulle molecole che legano il DNA, hanno in mente una serie di dispositivi molecolari ibridi.

Dottor Ferrari, la cui precedente ricerca ha portato alla creazione di una nuova molecola bioterapeutica che potrebbe essere utilizzata per trattare i disturbi neurologici, ha dichiarato:"Una volta che un cancro è stato diagnosticato, la fase successiva è provare vari metodi di trattamento, ma è spesso difficile comprendere l'effetto specifico del trattamento. Questo nanodecoder è lo strumento perfetto per poter diagnosticare accuratamente il cancro e registrare gli effetti terapeutici.

"Il nostro nanodispositivo ibrido è un dispositivo artificiale fatto di DNA e proteine. Le molecole disposte in un modo molto specifico possono svolgere una funzione - questo è ciò che stiamo cercando di ottenere, in modo artificiale. È come un origami del DNA; è possibile ingegnerizzare molecole di forma diversa ma noi vogliamo ingegnerizzare molecole che abbiano anche una funzione. Dopo questo progetto, saremo in grado di affermare di avere un'esperienza molto ben definita per realizzare dispositivi molecolari ibridi".

La ricerca si svolgerà nella Peptide Suite all'interno dei nuovi Joseph Banks Laboratories dell'Università di Lincoln. La Suite è stata creata grazie ai finanziamenti della Royal Society e del Research Investment Fund dell'Università.

Utilizzando un metodo ad alta risoluzione chiamato Atomic Force Microscopy, il team sarà in grado di osservare da vicino il nanodispositivo assemblato.

Dottor Singh, le cui specializzazioni di ricerca includono gli antimicrobici, "biologici" e diagnostica del DNA, ha dichiarato:"Ogni nanodispositivo sarà accoppiato a una specifica sonda molecolare, come un anticorpo, peptide, o proteine ​​che riconoscono in modo univoco i biomarcatori della malattia. L'accoppiamento consentirà al nanodecodificatore di rilevare la presenza e la distribuzione di biomarcatori nelle cellule e nei tessuti mediante microscopia ottica a fluorescenza, in altre parole facendoli brillare. Diversi biomarcatori possono indicare se la malattia è in remissione o dove potrebbe essersi diffusa. Da questa serie di indicatori i medici possono capire quale dovrebbe essere il prossimo passo nel processo di trattamento. Il numero di biomarcatori che possono essere rilevati sarà essenzialmente illimitato e quindi il nanodecodificatore potrebbe fungere da piattaforma per diagnosticare altri tumori e malattie. Questo progetto è un veicolo eccellente per testare i nostri strumenti molecolari e comprendere il potenziale del nostro primo dispositivo ibrido".

Il nanodecodificatore, una volta creato, sarà sperimentato presso l'Università di Buenos Aires, Argentina e all'Ospedale di Udine, Italia. Programmi di ricerca complementari, che vanno dalle nanotecnologie alla medicina molecolare e alla patologia, sosterrà il progetto.