E se potessimo usare gli anticorpi come strumenti funzionali per le applicazioni delle nanotecnologie? Un gruppo di ricercatori dell'Università di Roma Tor Vergata è partito da questa semplice domanda, e i risultati della loro ricerca sono ora pubblicati in Comunicazioni sulla natura .

La nanotecnologia consente la progettazione e la fabbricazione di strutture molecolari su scala nanometrica con un grande potenziale per molti campi, compresa la biomedicina. Un modo conveniente per realizzare tali nanostrutture consiste nell'utilizzare il DNA sintetico come materiale da costruzione. In questi giorni, è possibile progettare e sintetizzare filamenti di DNA che, attraverso interazioni semplici e prevedibili, si legano tra loro come i mattoncini Lego e formano bellissime geometrie 2-D e 3-D in modo controllabile e preciso. Ad oggi, molte forme su scala nanometrica sono state create utilizzando mattoni di DNA, che vanno dalle nanoscatole alle geometrie più complesse come una "Monna Lisa" in nanoscala. Per l'applicazione pratica di queste nanostrutture, però, il loro montaggio e smontaggio dovrebbe essere guidato da indizi molecolari di rilevanza clinica.

Ora, un gruppo di ricerca dell'Università di Roma Tor Vergata ha dimostrato che è possibile reclutare anticorpi come costruttori molecolari per costruire o smantellare nanostrutture di DNA.

La funzione degli anticorpi è quella di riconoscere e legarsi a molecole o proteine ​​estranee. Per questa ragione, gli anticorpi sono biomarcatori ideali perché sono prodotti specificamente per colpire le molecole estranee nel sangue. Ogni anticorpo ha il proprio target e quindi svolge il proprio lavoro in modo altamente specifico e preciso.

"Questo progetto è iniziato un paio di anni fa quando ci siamo resi conto che questa straordinaria funzionalità degli anticorpi per riconoscere e legarsi a una molecola specifica poteva essere riutilizzata per applicazioni nanotecnologiche, "dice Francesco Ricci, professore all'Università di Roma Tor Vergata e autore senior del manoscritto. "Abbiamo avuto l'idea di utilizzare gli anticorpi come lavoratori molecolari per costruire strutture su nanoscala".

Simona Ranallo, ricercatore post-dottorato nel gruppo del Prof. Ricci e primo autore del manoscritto, dice, "Per fare questo, abbiamo impiegato mattoni di DNA che si legano tra loro e formano nanostrutture di forma tubolare. Abbiamo quindi riprogettato tali mattoni con tag di riconoscimento (antigeni) in modo che il loro assemblaggio sia iniziato da un anticorpo specifico. La struttura dei nanotubi può quindi formarsi solo quando l'anticorpo è presente nel campione".

Ricci dice, "Gli anticorpi sono lavoratori altamente specializzati. Ci sono migliaia di anticorpi distinti, ognuno riconosce il proprio antigene. Abbiamo sfruttato questa straordinaria funzionalità e progettato diversi mattoncini che possono essere assemblati con diversi anticorpi specifici. Poi abbiamo fatto un passo in più. Abbiamo progettato i nostri mattoncini di DNA in modo che non solo si assemblano nella nanostruttura desiderata in presenza di un anticorpo specifico, ma possono anche essere completamente smantellati da un secondo addetto alla produzione di anticorpi".

Questa strategia dimostra la possibilità di progettare nanostrutture intelligenti che possono essere costruite e distrutte in presenza di uno specifico biomarcatore. Questo ha potenziali applicazioni in campo biomedico, nella diagnostica o nella terapia.