Un team di scienziati dell'Università di Chicago ha progettato un modo per utilizzare capsule microscopiche fatte di DNA per fornire un carico utile di minuscole molecole direttamente in una cellula. La tecnica, dettagliato il 21 agosto in Nature Nanotechnology, offre agli scienziati l'opportunità di comprendere determinate interazioni tra le cellule che in precedenza erano difficili da monitorare.

"È davvero una piattaforma molecolare, " disse Yamuna Krishnan, professore di chimica e coautore dello studio. "Ci sono una serie di problemi di ricerca dalla cardiologia alla neurobiologia che necessitano di un sistema come questo per studiare fenomeni molecolari molto veloci, quindi potrebbe essere applicato in una varietà di modi."

Le cellule parlano tra loro in sussurri chimici che si verificano troppo velocemente perché gli scienziati possano studiarli accuratamente, ha detto Krishnan. La sua squadra mirava a una classe di tali comunicazioni chimiche, noti come neurosteroidi.

Gli scienziati sanno che i neurosteroidi sono coinvolti nella salute neuronale, ma sono difficili da studiare perché agiscono sui grilletti dei capelli. "Nel momento in cui aggiungi un neurosteroide, il neurone è già stato attivato, " ha detto Krishna.

I ricercatori vogliono un resoconto dettagliato di ciò che accade nella cellula mentre il neurosteroide fa la sua parte nell'intricata danza di segnalazione all'interno di un neurone. Fare così, avevano bisogno di portare i neurosteroidi alla cellula all'interno di un piccolo pacchetto, rilasciali al momento giusto e poi tieni traccia di ciò che accade. Ma è difficile realizzare un sistema di somministrazione così ermetico da non perdere un paio di molecole prima che tutto sia pronto.

Per questo compito, Krishnan aveva una soluzione:il suo laboratorio costruisce minuscole macchine con il DNA. È un buon materiale perché come un set di Lego, ha pezzi ad incastro standard che lo rendono facile da costruire in configurazioni. E poiché è fatto di parti già presenti nel corpo, può dissolversi innocuamente una volta raggiunto il suo scopo.

Il laboratorio ha realizzato minuscole strutture, icosaedriche, come un dado a 20 facce, con due metà che si uniscono attorno a un carico utile di molecole per formare una capsula. Ogni capsula ha un diametro di soli 20 nanometri; è mille volte più piccola della larghezza di un capello umano.

Il passo successivo è stato inviarli in punti chiave all'interno del corpo trovando i giusti "indirizzi" molecolari a particolari cellule, e incollandoli sulla capsula. (Gli scienziati trovano questi indirizzi studiando come virus e batteri si concentrano su particolari parti del corpo.) Per rilasciare il carico utile dalla capsula, gli scienziati semplicemente illuminano le cellule.

Hanno testato e confermato il sistema nei vermi e sono stati in grado di misurare la cinetica dei neurosteroidi, in precedenza un processo sfuggente, hanno detto gli autori.

un giorno, Krishnan ha detto, la tecnologia potrebbe essere utilizzata per somministrare farmaci o cure a determinate parti del corpo, ma il loro era un caso di studio per esplorare il metodo come un modo per comprendere meglio i nostri corpi e come funzionano.