I ricercatori del Technion-Israel Institute of Technology hanno trattato con successo un tumore canceroso utilizzando una "nano-fabbrica" ​​- una cellula sintetica che produce proteine ​​antitumorali all'interno del tessuto tumorale. La ricerca, che è stato pubblicato in Materiali sanitari avanzati , combina biologia sintetica, per produrre artificialmente proteine, e somministrazione mirata di farmaci, per dirigere la cellula sintetica verso i tessuti anormali.

Le cellule sintetiche sono sistemi artificiali con capacità simili a, e, a volte, superiori a quelli delle cellule naturali. Proprio come le cellule umane possono generare una varietà di molecole biologiche, la cellula sintetica può produrre un'ampia gamma di proteine. Tali sistemi hanno un vasto potenziale nella disciplina dell'ingegneria dei tessuti, nella produzione di organi artificiali e nello studio delle origini della vita.

La progettazione di celle artificiali è una sfida ingegneristica notevolmente complessa perseguita da molti gruppi di ricerca in tutto il mondo. La presente ricerca, in cui una cellula artificiale funge da nanofabbrica per la generazione di proteine ​​all'interno di tessuti anormali, è stato guidato dal dottorando Nitzan Krinsky e dall'assistente professore Avi Schroeder, presso la Facoltà di Ingegneria Chimica Wolfson al Technion.

I ricercatori hanno integrato macchine molecolari all'interno di particelle a base di lipidi che assomigliano alla membrana naturale delle cellule biologiche. Hanno progettato le particelle in modo tale che quando "percepiscono" il tessuto biologico, si attivano e producono proteine ​​terapeutiche, dettata da un modello di DNA sintetico integrato. Le particelle reclutano le fonti di energia e gli elementi costitutivi necessari per la loro continua attività, dal microambiente esterno (es. il tessuto tumorale).

Dopo esperimenti in colture cellulari in laboratorio, la nuova tecnologia è stata testata anche sui topi. Quando le particelle ingegnerizzate hanno raggiunto il tumore, hanno prodotto una proteina che ha sradicato le cellule cancerose. Le particelle e la loro attività sono state monitorate utilizzando una proteina fluorescente verde (GFP), generato dalle particelle. Questa proteina può essere visualizzata in tempo reale, utilizzando un microscopio a fluorescenza.

"Codificando il modello di DNA integrato, le particelle che abbiamo sviluppato possono produrre una varietà di medicinali proteici, " ha detto il professor Schroeder. "Sono modulari, nel senso che consentono l'attivazione della produzione di proteine ​​in accordo con le condizioni ambientali. Perciò, le cellule artificiali che abbiamo sviluppato al Technion possono svolgere un ruolo importante nella tendenza della medicina personalizzata:l'adeguamento del trattamento al profilo genetico e medico di un paziente specifico".