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02/07/2018

IIT e MIT di Boston insieme ampliano le frontiere della biologia sintetica

By: Redazione IIT

Realizzati in laboratorio i primi sensori intelligenti a base di DNA che indagano lo stato di salute e di attività delle cellule

Il team di Synthetic and Systems Biology for Biomedicine dell’Istituto Italiano di Tecnologia, guidato dalla scienziata napoletana Velia Siciliano, insieme al gruppo di ricerca del MIT-Massachusetts Institute of Technology (USA) coordinato da Ron Weiss, ha sviluppato i primi sensori intelligenti composti di DNA capaci di riconoscere in maniera selettiva le proteine di interesse all’interno delle cellule e sviluppare una precisa risposta immunitaria.

Le proteine sono coinvolte nella maggior parte dei processi cellulari, per questo la loro individuazione fornisce importanti informazioni sulla condizione delle cellule come infezioni, mutazioni o malattie e quindi di monitoraggio dell’organismo più in generale. I sensori sono stati realizzati per la prima volta in laboratorio attraverso tecniche di bioingegneria applicate a cellule del sistema immunitario, mettendo in pratica studi preliminari di biologia sintetica.

La novità dello studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Communications, sta nella possibilità di modellare i dispositivi intelligenti a seconda della proteina che si vuole individuare, riuscendo così a riconoscerne un ampio spettro tra cui quelle di derivazione batterica o virale.

 

 

I sensori intelligenti infatti, potranno essere utilizzati in futuro per fornire una vera e propria mappatura del meccanismo di azione di virus e batteri, consentendo ad esempio di individuare i siti di localizzazione delle cellule infettate. Un’altra applicazione prevista dal team IIT-MIT è nel campo della diagnostica. I sensori potranno essere impiegati negli ospedali per individuare più velocemente gravi patologie attraverso il riconoscimento delle proteine prodotte in quelle specifiche condizioni. Ad oggi il team internazionale ha riportato ottimi risultati per patologie come l’epatite C, l’Huntington’s disease e l’HIV. In particolare, in collaborazione con l’Istituto Ragon, l’istituto interdisciplinare di Harvard, MIT e MGH per lo studio dell’HIV, IIT ha già sviluppato dispositivi per riconoscere una specifica proteina prodotta dal virus dell’HIV.

I risultati pubblicati nello studio sono promettenti anche per lo sviluppo di future immunoterapie perchè grazie a questi dispositivi, sarà possibile programmare in laboratorio le cellule del sistema immunitario per rispondere in maniera altamente selettiva a proteine di interesse dei diversi ceppi di virus. La prospettiva di utilizzare dispositivi di bioingegneria per riprogrammare le cellule è già una realtà in atto, che l’FDA, la Food and Drug Administration, ha da poco approvato come trattamento ufficiale per alcune forme di tumori del sangue.