La settimana scorsa, I giganti tecnologici statunitensi Google hanno fatto colpo sui media, annunciando piani per lo sviluppo di nuove "nanoparticelle magnetiche che rilevano le malattie". Questo è stato accolto quasi universalmente - dopo tutto, cercare di rilevare le malattie prima è qualcosa su cui si concentrano molte organizzazioni di ricerca, compreso il nostro.

Ma quando abbiamo cercato di approfondire i dettagli dietro la storia, le cose sono rimaste piuttosto chiare sul contesto e sui dettagli reali. Quindi abbiamo parlato con il professor Duncan Graham, un nanoscienziato con sede nel Regno Unito dell'Università di Strathclyde e consulente esperto di Cancer Research UK, per avere la sua opinione sull'annuncio.

Cos'è una nanoparticella?

"La definizione tecnica è che una nanoparticella è un oggetto largo meno di 100 nanometri lungo uno dei suoi bordi, " Ci ha detto il professor Graham. Un nanometro è un millesimo di millesimo di millimetro. In altre parole, è minuscolo.

A quella scala, le cose si comportano diversamente. "Hai una biologia diversa, chimica e fisica di quanto non si faccia con le cose più grandi. E questo è davvero interessante per gli scienziati".

"Le nanoparticelle possono essere fatte di qualsiasi cosa:possono essere metalliche, biologico, o inorganico, e vengono in tutti i modi di diverse forme e dimensioni, " Egli ha detto.

Di conseguenza hanno una varietà di origini. Alcuni sono presenti in natura, ad esempio nella fuliggine, mentre altri possono essere prodotti in laboratorio, a volte da complesse molecole biologiche.

Sono nuovi?

"No, " dice Graham. "Le nanoparticelle esistono da secoli. L'arte antica ha utilizzato le nanoparticelle. Sono in finestre di vetro colorato. La Lycurgus Cup al British Museum sembra così magica perché è fatta di vetro contenente nanoparticelle d'oro.

"E più immediatamente, sono già utilizzati nei rilevatori medici, ad esempio i test di gravidanza che compri da banco utilizzano nanoparticelle d'oro attaccate agli anticorpi. Non sono davvero niente di nuovo, anche se sono incredibilmente interessanti per i ricercatori."

Un altro uso onnipresente è nei prodotti antimicrobici, che può contenere sospensioni di nanoparticelle d'argento (ma non bevetele, diventerete blu).

Perché sono utili per il rilevamento medico?

"Le nanoparticelle hanno un'area superficiale estremamente elevata in relazione al loro volume. Ciò significa che possono trasportare molte 'cose' sulla loro superficie:proteine ​​del sangue, Per esempio. E questo significa che sono utili per rilevare le cose, perché possono davvero amplificare un segnale"

Per esempio, una proteina che è relativamente scarsa nel sangue – e quindi difficile da misurare – può accumularsi su alcune nanoparticelle in quantità abbastanza grandi da essere rilevate. Ma come funziona in pratica?

"È difficile dare una risposta univoca, " dice Graham. "C'è una quantità sbalorditiva di modifiche che i ricercatori di tutto il mondo stanno aggiungendo alla superficie delle nanoparticelle. Puoi attaccare loro biomolecole come proteine ​​o DNA, e fargli cambiare proprietà in modo che producano ottiche, segnali magnetici o elettrochimici. Ci sono molte applicazioni perché c'è così tanta chimica che puoi fare sulla loro superficie".

Allora, cosa sta facendo Google?

Il professor Graham è un po' perplesso per il recente trambusto dei media. "È stato piuttosto difficile capire cosa stia effettivamente pianificando Google, oltre a ottenere un sacco di copertura nei media, " lui dice.

"Non ci sono proposte concrete, nessun riferimento sottoposto a revisione paritaria, nessuna strategia di ricerca, tutte cose che noi della comunità scientifica normalmente diamo per scontate." Ma poi sono Google, lui dice. Fanno le cose in modo diverso.

"Il modo in cui funziona la scienza tradizionale è mappare tutti i possibili rischi, dimostra di averli presi in considerazione, e poi chiedi un finanziamento in base alla tua solidità, idee ben discusse. Google sta facendo l'opposto:sta dicendo "vogliamo arrivare fino a qui, ai dettagli ci occuperemo in seguito'.

"Una cosa che io e i miei colleghi - che sono anche relativamente scettici su questo - abbiamo notato è stato il fatto che hanno messo insieme una squadra piuttosto potente che ha tutti eccellenti risultati. Quindi probabilmente c'è qualcosa di eccitante in cantiere - è in realtà un approccio piuttosto rinfrescante, ma molto diverso da come si fa tradizionalmente per lo sviluppo di una diagnostica".

Google è stato altrettanto vago sulla forma precisa di nanotecnologia che intende utilizzare, Graham sottolinea:"A livello tecnico, stanno parlando di particelle magnetiche, quindi penseresti che sarebbe qualcosa di ferro o cobalto, anche se questa è pura speculazione."

Come si inserisce tutto questo nel più ampio campo delle nanotecnologie e della diagnostica?

Non si tratta solo di Google, dice Graham. "Vale la pena sottolineare che Google è lungi dall'essere l'unico spettacolo in città. Ci sono un sacco di diversi gruppi di ricerca che esaminano ciò che viene chiamato collettivamente 'biosensing' - monitoraggio continuo di ciò che il tuo corpo sta facendo nella speranza di individuare i problemi in anticipo".

Ci sono due modi principali in cui i ricercatori stanno cercando di farlo, dice – utilizzando il rilevamento ottico (basato sulla luce) – in cui le nanoparticelle vengono utilizzate per emettere luce direttamente o modificare le proprietà ottiche dell'ambiente circostante – o sistemi magnetici.

"Una delle persone migliori in questo campo, per quanto riguarda il cancro, è un ragazzo chiamato Sanjiv Gambhir della Stanford University negli Stati Uniti. Il suo team sta facendo cose davvero interessanti per quanto riguarda l'imaging con nanoparticelle, "dice Graham.

(Modifica:sembra, secondo questo articolo su Wired, che Gambhir aveva originariamente consigliato a Google la nanotecnologia).

Quali sono le sfide attuali che i nanorivelatori devono affrontare?

Secondo il professor Graham, ci sono "due seri ostacoli" che i nanotecnologi devono superare prima che il biosensore basato su particelle diventi una realtà:

"Il primo è che, quando metti nanoparticelle nel corpo, tendono ad essere rimossi dal corpo nelle urine attraverso i reni. Quindi per il biomonitor di Google, hanno bisogno di capire come trattenere le particelle nel corpo se il loro sistema deve essere in grado di monitorare continuamente la tua salute.

"Ma poi ti imbatti nel problema numero due, noto come 'bio-fouling'. È qui che casualmente, molecole non specifiche si attaccano alle nanoparticelle e le intasano o le disattivano."

"La cosa fondamentale da sottolineare è che c'è così tanta ricerca che deve essere fatta prima di poter dire 'questa è una diagnostica specifica per la malattia', "dice Graham.

E, Certo, qualsiasi biosensore deve essere preciso. "Devi conoscere i numeri. È accurato al 100%? 90%? Cosa è accettabile? Qual è il tasso di falsi positivi? Oppure, peggio, falsi negativi? E questo per non parlare di tutti gli ostacoli normativi ed etici da superare una volta che hai risolto tutto..."

"Mi preoccuperei anche di come queste cose verranno mai usate", dice Graham. "Dobbiamo stare molto attenti quando usiamo la parola 'diagnosi':i suoi medici, non strumenti, che diagnosticano effettivamente i pazienti. Uno strumento può solo evidenziare una serie di condizioni a un medico:sarà sempre il medico a stabilire se qualcuno ha una malattia".

"C'è ovviamente un problema più ampio qui. Che utilità hanno effettivamente le informazioni che stai producendo? Se indosso un gadget che improvvisamente mi dice che ho una forma di cancro al cervello incurabile, che uso pratico mi serve? In che modo questo ha aiutato la mia vita?"

Chi possiede i dati?

"Questo è qualcosa che Google sembra davvero aver nascosto nel loro annuncio. Non abbiamo bisogno di soffermarci troppo su questo, ma nell'ultimo anno la stampa ha parlato molto di chi ha accesso ai dati di Google, e in quali circostanze, "dice Graham, riferendosi ai rapporti di agenzie governative che accedono ai dati degli utenti da aziende tecnologiche come Google e Facebook.

Esistono altre applicazioni delle nanotecnologie nel campo del cancro?

Ovviamente non si tratta solo di diagnostica. Ci sono altri modi in cui la nanotecnologia viene esplorata dai ricercatori sul cancro.

"L'altro grande obiettivo delle nanotecnologie nel cancro è fornire cure, " dice Graham. "Questo è un campo che è agli inizi:molte ricerche di base sugli animali, alcuni promettenti, ma gran parte di esso è afflitto da piccoli numeri e analisi statistiche meno che robuste.

"Un gruppo che ha attirato la mia attenzione è una società statunitense chiamata Nanospectra. Hanno sviluppato una tecnologia che utilizza particelle d'oro, che viaggiano verso un tumore, e poi vengono riscaldati da un raggio di luce per distruggere le cellule cancerose. Questo ora è arrivato fino agli studi sull'uomo per i tumori della testa e del collo e il cancro ai polmoni... sarà incredibilmente eccitante vedere cosa produrrà questo approccio. È bello vedere che è stato fatto davvero".

Il messaggio "da portare a casa" del professor Graham è che è un errore vedere Google come l'unica organizzazione che si concentra sulla nanotecnologia per rilevare le malattie:è un vibrante, campo attivo con un potenziale incredibile ma ancora agli inizi.

"La scorsa settimana, quando è arrivata la notizia, c'è stato un po' di perplessità:sembrava più leggero che caldo data la quantità di informazioni disponibili. Ma è un approccio interessante, e con la loro influenza finanziaria senza dubbio scenderà in campo in un posto nuovo".