Nella ricerca sul cancro, il complesso "Cas-9-sgRNA" è un efficace strumento di editing genomico, ma la sua consegna attraverso la membrana cellulare al genoma bersaglio (tumore) non è stata ancora risolta in modo soddisfacente. Scienziati americani e danesi hanno ora sviluppato un nanomotore attivo per il trasporto efficiente, consegna, e rilascio di questo sistema di scissoring genico. Come dettagliato nel loro articolo sulla rivista Angewandte Chemie , il loro nanoveicolo viene spinto verso il bersaglio dagli ultrasuoni.

L'ingegneria genomica come promettente approccio terapeutico contro il cancro ha registrato un enorme aumento dalla scoperta del sistema di difesa immunitaria batterica adattativa "CRISPR" e del suo potenziale come strumento di editing genetico oltre un decennio fa. I sistemi CRISPR ingegnerizzati per l'editing genetico ora contengono due componenti principali, un singolo RNA guida o sgRNA e la nucleasi Cas-9. Mentre lo sgRNA guida la nucleasi alla sequenza genica specificata, La nucleasi Cas-9 esegue la sua modifica con efficienza chirurgica. Però, la consegna del grande macchinario al genoma bersaglio è ancora problematica. Gli autori di Angewandte Chemie studio, Liangfang Zhang e Joseph Wang dell'Università della California a San Diego, e i loro colleghi ora propongono nanofili d'oro a propulsione a ultrasuoni come veicolo attivo di trasporto/rilascio per il complesso Cas9-sgRNA sulla membrana.

I nanofili d'oro possono attraversare passivamente una membrana, ma grazie alla loro forma asimmetrica simile a un'asta oa un filo, il movimento attivo può essere attivato dagli ultrasuoni. "La forma asimmetrica del motore a nanofili d'oro, dato dal processo di fabbricazione, è essenziale per la propulsione acustica, " hanno osservato gli autori. Hanno assemblato il veicolo attaccando il complesso proteina/RNA Cas-9 al nanofilo d'oro attraverso ponti di solfuro. Questi legami riducibili hanno il vantaggio che all'interno della cellula tumorale, i legami verrebbero spezzati dal glutatione, un composto riducente naturale arricchito in cellule tumorali. Il Cas9-sgRNA verrebbe rilasciato e inviato al nucleo per fare il suo lavoro di editing, per, esempio, il knockout di un gene.

Come sistema di prova, gli scienziati hanno monitorato la soppressione della fluorescenza emessa dalla proteina di fluorescenza verde che esprime le cellule di melanoma B16F10. L'ecografia è stata applicata per cinque minuti, che ha accelerato il nanomotore che trasporta il complesso Cas9-sgRNA attraverso la membrana, accelerandolo anche all'interno della cellula, come hanno notato gli autori. Inoltre, hanno osservato che il loro complesso Cas9-sgRNA sopprime efficacemente la fluorescenza con solo piccole concentrazioni del complesso necessarie.

Così, sia l'uso efficace di un nanomotore acustico come trasportatore attivo sia il piccolo carico utile necessario per un efficiente knockout genetico sono risultati interessanti dello studio. La semplicità del sistema, che utilizza solo pochi componenti facilmente reperibili, è un altro risultato notevole.