Gli scienziati del Karolinska Institutet in Svezia hanno fatto un passo avanti nella ricerca sul cancro creando nanorobot “origami di DNA” che possono distruggere specificamente le cellule tumorali nei topi. Questa innovazione, descritta nella rivista Nature Nanotechnology , dimostra il potenziale della nanotecnologia nel rivoluzionare il trattamento del cancro e offre speranza per future applicazioni negli esseri umani.
Questa notizia arriva poco dopo l’audace previsione del famoso futurista Raymond Kurzweil, che nel suo ultimo libro, The Singularity is Nearer, pubblicato il 25 giugno, ha predetto che i nanorobot saranno presto in grado di estendere la vita umana fino a 1.000 anni. Kurzweil prevede che entro il 2030 i nanorobot medici consentiranno alle persone di superare i limiti degli organi biologici.
Queste previsioni stanno diventando sempre più reali grazie al lavoro degli scienziati del Karolinska Institutet, che hanno sviluppato nanorobot in grado di trovare e distruggere le cellule tumorali con una precisione senza precedenti, senza intaccare i tessuti sani. Al centro di questo risultato ci sono nanostrutture costruite utilizzando il DNA, chiamate “origami del DNA”. Il design tridimensionale di tali nanorobot consente loro di essere sensibili al pH e di funzionare in modo autonomo.
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La testa del nanorobot contiene una cavità che nasconde sei ligandi citotossici disposti in un esagono. Questi peptidi sono in grado di legarsi ai recettori della morte sulle cellule tumorali e attivarli. In normali condizioni fisiologiche, come pH 7,4, i ligandi rimangono nascosti, rendendo il nanorobot inerte e innocuo. Tuttavia, a pH 6,5, caratteristico dei tessuti cancerosi, viene attivato il “meccanismo di uccisione” e le strutture del DNA si dispiegano, esponendo i ligandi citotossici. Questi ligandi attivano quindi i recettori della morte sulla superficie delle cellule tumorali, provocando l’apoptosi o la morte cellulare programmata.
La tecnica dell’origami del DNA consente un controllo preciso della disposizione spaziale dei ligandi, garantendo l’attivazione ottimale dei recettori della morte, che è fondamentale per un’efficace uccisione cellulare. Questo livello di precisione nel colpire e attivare i recettori della morte distingue questa tecnologia dai tradizionali trattamenti contro il cancro, che spesso mancano della stessa specificità e possono causare effetti collaterali significativi.
“Questa nanostruttura peptidica esagonale diventa un’arma letale”, ha spiegato il dottor Björn Högberg, professore di biochimica medica e biofisica e autore principale dello studio. “Se fosse usata come medicina, ucciderebbe indiscriminatamente le cellule del corpo, il che sarebbe altamente indesiderabile. Per aggirare questo problema, abbiamo nascosto l’arma all’interno di una nanostruttura di DNA.”
I nanorobot, costituiti da pochi nanometri, possono svolgere compiti specifici all’interno del corpo a livello molecolare. In questo caso i nanorobot sono dotati di sensori e agenti biochimici in grado di riconoscere e attaccare le cellule tumorali. L’uso del DNA per creare nanorobot garantisce che siano biocompatibili, consentendo loro di muoversi nel corpo senza causare reazioni negative.
Una volta introdotti nel corpo, i nanorobot origami di DNA viaggiano attraverso il sistema circolatorio, rilevando le cellule tumorali in base al livello di acidità caratteristico dei tumori maligni. Una volta raggiunto l’obiettivo, i nanorobot rilasciano un agente terapeutico che provoca la morte cellulare e distrugge efficacemente le cellule tumorali.
Nei test sperimentali su topi con tumori al seno umano, i nanodispositivi hanno dimostrato una significativa riduzione della crescita del tumore, ottenendo una riduzione fino al 70%. Questo impressionante successo apre la strada a ulteriori ricerche e possibili sperimentazioni cliniche sugli esseri umani.
Le potenziali implicazioni di questa tecnologia sono profonde. I nanorobot origami di DNA potrebbero rivoluzionare i trattamenti contro il cancro offrendo un’alternativa più mirata e meno invasiva ai metodi attuali. La capacità di colpire con precisione le cellule tumorali risparmiando i tessuti sani potrebbe aprire nuove possibilità per la terapia del cancro, rendendola più efficace e meno dannosa rispetto a metodi come la chemioterapia e le radiazioni.
Inoltre, i principi alla base di questa tecnologia potrebbero essere applicati ad altre malattie in cui la morte cellulare mirata è benefica, come alcune malattie autoimmuni e le infezioni virali. La versatilità e la programmabilità dell’origami del DNA lo rendono un potente strumento nello sviluppo di trattamenti medici avanzati.
Nonostante i risultati promettenti, gli scienziati avvertono che rimangono diverse sfide prima che la tecnologia possa essere ampiamente utilizzata nella pratica clinica. Questi includono la garanzia della stabilità e della longevità dei nanorobot nel corpo umano, l’aumento della produzione di queste nanostrutture e test rigorosi per individuare effetti collaterali inattesi.
“Ora dobbiamo indagare se questo funziona in modelli di cancro più avanzati che sono più simili alla vera malattia umana”, ha spiegato il dottor Yang Wang, coautore dello studio e ricercatore del Dipartimento di biochimica medica e biofisica del Karolinska Institutet. “Dobbiamo anche scoprire quali effetti collaterali ha questo metodo prima che venga testato sugli esseri umani.”
Gli scienziati intendono inoltre esplorare la possibilità di creare nanorobot origami di DNA più mirati in grado di legarsi esclusivamente a determinati tipi di cancro. Ciò può essere ottenuto modificando la disposizione delle proteine o dei peptidi sulla superficie del dispositivo.
In caso di successo, questa tecnologia potrebbe rappresentare una svolta nel campo dell’oncologia, fornendo un nuovo strumento altamente efficace per combattere uno dei problemi più persistenti dell’assistenza sanitaria.
Questa svolta potrebbe anche essere l’inizio di molte nanotecnologie che porteranno al futuro previsto da Raymond Kurzweil, in cui la sopravvivenza umana non sarà più limitata dai limiti biologici.
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