Tumore... arriva la carica dei robot!
La carica dei robots contro il cancro! Non parliamo di fantascienza, ma di quello che sembrerebbe essere essere l'ultima fantastica scoperta uscita sui giornali.
La ricerca, pubblicata su Nature Biotechnology, riguarda in realtà degli "origami" fatti di DNA in grado di viaggiare attraverso il sangue.
La struttura è formata da un fogliettino di 90x60x2nM (nanometri, milionesimi di millimetro) a cui viene legata una proteina -la trombina- che avrà il ruolo di farmaco, a questo punto il foglietto viene piegato "a tubo" grazie a degli elementi di chiusura (delle specie di ganci) in modo che la trombina rimanga chiusa al suo interno. Sulla superficie del cilindro così formato vengono legati ora degli altri elementi (un anticorpo e un adattatore) in grado di far aprire il tubo quando si lega a uno specifico segnale.
Questi nanotubi, viaggiando nel sangue, riescono a riconoscere le cellule tumorali grazie all'anticorpo che lega una proteina -la nucleolina- presente sulla superficie dei vasi sanguigni tumorali. Arrivato a destinazione, il nanorobot, quindi si apre liberando la trombina, che così provoca la formazione di coaguli di sangue. La trombina, infatti, è uno dei fattori di partenza fondamentali perché si formino i coaguli e i trombi che sono in grado di bloccare i vasi sanguigni e il tumore -non ricevendo più sangue e ossigeno- muore "asfissiato".
Perché la trombina non può creare trombi altrove? Semplicemente perché chiusa nei tubi (che hanno un diametro di 16nM) non può legare tutti gli elementi presenti nel sangue impedendo la formazione dei coaguli.
Per chi volesse, su Youtube c'è già un bel video che spiega come i nostri "robot" -che a questo punto potrebbero richiamare di più degli aeroplanini di carta guidati- funzionano.
Per dimostrare che è la trombina contenuta nei "tubi" a causare la coagulazione e la morte dei tumori, i ricercatori hanno iniettato in altri topi: soluzione salina, trombina libera a basse concentrazioni (ma paragonabile a quelle che si avrebbero con i nano-robot) e robot "vuoti" (cioè senza trombina all'interno). Bene (o male per i poveri topini ndr), i topi trattati con i controlli presentavano una crescita dei tumori comparabile ai topi non trattati per nulla, mentre i topi trattati con i robot "pieni di trombina" presentavano una crescita dei tumori molto rallentata se non bloccata e la loro sopravvivenza aumentava anche oltre i 60 giorni rispetto ai massimo 40 dei topi non trattati.
Ecco quindi che grazie a queste strutture si è riusciti a creare un farmaco specifico in grado di uccidere selettivamente i tumori (altro video per chi volesse capire come si fanno i nanorobot).
Il DNA è un'arma straordinaria, estremamente versatile. La combinazione di quattro semplici lettere (A, T, C, G) può infatti -oltre che creare gli origami di cui abbiamo parlato- essere utilizzata come "supporto di memoria" (ci hanno anche salvato un breve film) ed è molto stabile (tanto da far ipotizzare di riportare in vita il mammut).
Non è la prima volta che si studiano questi "origami" di DNA, basti pensare che nell'ultimo anno sono stati pubblicati 156 articoli parlano di DNA origami e che uno degli stessi autori dello studio, Hao Yan, è considerato uno dei "padri" di queste strutture.
Di nano-robot in biologia ne esistono di tanti tipi (biologici, magnetici ecc...) e i foglietti di DNA, a dire il vero, non è la prima volta che sono studiati come arma contro il cancro; la novità di questo studio è la sua portata di applicazione. Cioè finora gli studi si erano limitati a studi in vitro, cioè in provetta e su cellule coltivate, mentre qui lo hanno provato sui topi e ben su quattro tipologie di tumori (2 melanomi, tumore ovarico e tumore della mammella) mostrando riduzioni significative della dimensione tumorale e un importante aumento della sopravvivenza.
Sicuramente anche questa tecnica potrebbe presentare dei limiti e prima della sua applicazione su umani e -soprattutto- prima di aspettarsi concretamente un successo bisognerà aspettare. Infatti vanno studiate bene la stabilità di queste strutture e la loro sicurezza. Infatti le strutture sono state indagate per soli due giorni dopo essere state iniettate nei topolini e non sappiamo se nel lungo periodo rimangono stabili, si degradano o riescono a legarsi e creare coaguli in altri vasi non tumorali. Infatti va considerata la differenza di dimensioni e di biologia fra uomo e topo: nel topo il circolo sanguigno è più veloce quindi gli origami ci mettono prima a raggiungere il tumore e a legarsi.. che succede se iniettati in uomo? Resisteranno o si degraderanno, si legheranno solo ai tumori o no? Domande ancora senza risposta al quale i ricercatori lavorano per dare una risposta.
Inoltre va considerata la capacita di sviluppare resistenza ai farmaci da parte dei tumori; un po' come la resistenza agli antibiotici, infatti, il tumore è in gradi di evolvere e "aggirare" gli ostacoli che le terapie pongono alla sua avanzata.
Certamente questa è un'arma in più che da oggi abbiamo e possiamo sfruttare, ma non solo lo studio ha dimostrato un'altra enorme capacità del DNA come strumento per veicolare farmaci o informazioni che si possono liberare al momento opportuno.
FONTI
http://www.repubblica.it/salute/ricerca/2018/02/12/news/nanorobot_fatti_di_dna_riescono_ad_affamare_4_tipi_di_tumore_nei_topi-188701267/
http://notizie.tiscali.it/scienza/articoli/tumori_dna/#1183814356
https://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/51717/title/DNA-Robots-Target-Cancer/
https://www.researchgate.net/publication/323136249_A_DNA_nanorobot_functions_as_a_cancer_therapeutic_in_response_to_a_molecular_trigger_in_vivo
https://techcrunch.com/2018/02/12/new-dna-nanorobots-successfully-targeted-and-killed-off-cancerous-tumors/?ncid=rss
https://www.wired.it/scienza/medicina/2018/02/13/nanorobot-dna-tumore
http://science.sciencemag.org/content/352/6293/1534
http://www.lescienze.it/news/2016/05/30/news/origami_dna_nuova_tecnica-3107682/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=dna+origami
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24648163
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16608733
https://www.hindawi.com/journals/js/2016/3561863/
https://www.paperblog.fr/5336368/des-nanorobots-adn-pour-developper-la-therapie-ciblee/
https://scitechdaily.com/fully-autonomous-cancer-fighting-nanorobots-seek-and-destroy-tumors/
http://cancerdiscovery.aacrjournals.org/content/2/4/292.1.long
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4692774/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4174095/
http://www.nanotechetc.com/nanorobots-new-advancement-iin-dna-technology/
https://www.youtube.com/watch?time_continue=29&v=-cNsfYCq_Mc
https://it.emcelettronica.com/memoria-del-dna-ad-harvard-inseriti-700-tb-di-dati-grammo-di-dna
http://www.lescienze.it/news/2017/07/13/news/crispr_memorizzazione_foto_video-3602183/
http://www.adnkronos.com/salute/medicina/2017/02/17/mammut-lanoso-rivivra-entro-anni-scienziati-harvard-pronti-creare-mammufante_oLsS0MBy4GO12ttiKvSF3I.html?refresh_ce
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29379076
La ricerca, pubblicata su Nature Biotechnology, riguarda in realtà degli "origami" fatti di DNA in grado di viaggiare attraverso il sangue.
La struttura è formata da un fogliettino di 90x60x2nM (nanometri, milionesimi di millimetro) a cui viene legata una proteina -la trombina- che avrà il ruolo di farmaco, a questo punto il foglietto viene piegato "a tubo" grazie a degli elementi di chiusura (delle specie di ganci) in modo che la trombina rimanga chiusa al suo interno. Sulla superficie del cilindro così formato vengono legati ora degli altri elementi (un anticorpo e un adattatore) in grado di far aprire il tubo quando si lega a uno specifico segnale.
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Perché la trombina non può creare trombi altrove? Semplicemente perché chiusa nei tubi (che hanno un diametro di 16nM) non può legare tutti gli elementi presenti nel sangue impedendo la formazione dei coaguli.
Per chi volesse, su Youtube c'è già un bel video che spiega come i nostri "robot" -che a questo punto potrebbero richiamare di più degli aeroplanini di carta guidati- funzionano.
Per dimostrare che è la trombina contenuta nei "tubi" a causare la coagulazione e la morte dei tumori, i ricercatori hanno iniettato in altri topi: soluzione salina, trombina libera a basse concentrazioni (ma paragonabile a quelle che si avrebbero con i nano-robot) e robot "vuoti" (cioè senza trombina all'interno). Bene (o male per i poveri topini ndr), i topi trattati con i controlli presentavano una crescita dei tumori comparabile ai topi non trattati per nulla, mentre i topi trattati con i robot "pieni di trombina" presentavano una crescita dei tumori molto rallentata se non bloccata e la loro sopravvivenza aumentava anche oltre i 60 giorni rispetto ai massimo 40 dei topi non trattati.
Ecco quindi che grazie a queste strutture si è riusciti a creare un farmaco specifico in grado di uccidere selettivamente i tumori (altro video per chi volesse capire come si fanno i nanorobot).
Il DNA è un'arma straordinaria, estremamente versatile. La combinazione di quattro semplici lettere (A, T, C, G) può infatti -oltre che creare gli origami di cui abbiamo parlato- essere utilizzata come "supporto di memoria" (ci hanno anche salvato un breve film) ed è molto stabile (tanto da far ipotizzare di riportare in vita il mammut).
Non è la prima volta che si studiano questi "origami" di DNA, basti pensare che nell'ultimo anno sono stati pubblicati 156 articoli parlano di DNA origami e che uno degli stessi autori dello studio, Hao Yan, è considerato uno dei "padri" di queste strutture.
Di nano-robot in biologia ne esistono di tanti tipi (biologici, magnetici ecc...) e i foglietti di DNA, a dire il vero, non è la prima volta che sono studiati come arma contro il cancro; la novità di questo studio è la sua portata di applicazione. Cioè finora gli studi si erano limitati a studi in vitro, cioè in provetta e su cellule coltivate, mentre qui lo hanno provato sui topi e ben su quattro tipologie di tumori (2 melanomi, tumore ovarico e tumore della mammella) mostrando riduzioni significative della dimensione tumorale e un importante aumento della sopravvivenza.
Sicuramente anche questa tecnica potrebbe presentare dei limiti e prima della sua applicazione su umani e -soprattutto- prima di aspettarsi concretamente un successo bisognerà aspettare. Infatti vanno studiate bene la stabilità di queste strutture e la loro sicurezza. Infatti le strutture sono state indagate per soli due giorni dopo essere state iniettate nei topolini e non sappiamo se nel lungo periodo rimangono stabili, si degradano o riescono a legarsi e creare coaguli in altri vasi non tumorali. Infatti va considerata la differenza di dimensioni e di biologia fra uomo e topo: nel topo il circolo sanguigno è più veloce quindi gli origami ci mettono prima a raggiungere il tumore e a legarsi.. che succede se iniettati in uomo? Resisteranno o si degraderanno, si legheranno solo ai tumori o no? Domande ancora senza risposta al quale i ricercatori lavorano per dare una risposta.
Inoltre va considerata la capacita di sviluppare resistenza ai farmaci da parte dei tumori; un po' come la resistenza agli antibiotici, infatti, il tumore è in gradi di evolvere e "aggirare" gli ostacoli che le terapie pongono alla sua avanzata.
Certamente questa è un'arma in più che da oggi abbiamo e possiamo sfruttare, ma non solo lo studio ha dimostrato un'altra enorme capacità del DNA come strumento per veicolare farmaci o informazioni che si possono liberare al momento opportuno.
FONTI
http://www.repubblica.it/salute/ricerca/2018/02/12/news/nanorobot_fatti_di_dna_riescono_ad_affamare_4_tipi_di_tumore_nei_topi-188701267/
http://notizie.tiscali.it/scienza/articoli/tumori_dna/#1183814356
https://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/51717/title/DNA-Robots-Target-Cancer/
https://www.researchgate.net/publication/323136249_A_DNA_nanorobot_functions_as_a_cancer_therapeutic_in_response_to_a_molecular_trigger_in_vivo
https://techcrunch.com/2018/02/12/new-dna-nanorobots-successfully-targeted-and-killed-off-cancerous-tumors/?ncid=rss
https://www.wired.it/scienza/medicina/2018/02/13/nanorobot-dna-tumore
http://science.sciencemag.org/content/352/6293/1534
http://www.lescienze.it/news/2016/05/30/news/origami_dna_nuova_tecnica-3107682/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=dna+origami
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24648163
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16608733
https://www.hindawi.com/journals/js/2016/3561863/
https://www.paperblog.fr/5336368/des-nanorobots-adn-pour-developper-la-therapie-ciblee/
https://scitechdaily.com/fully-autonomous-cancer-fighting-nanorobots-seek-and-destroy-tumors/
http://cancerdiscovery.aacrjournals.org/content/2/4/292.1.long
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4692774/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4174095/
http://www.nanotechetc.com/nanorobots-new-advancement-iin-dna-technology/
https://www.youtube.com/watch?time_continue=29&v=-cNsfYCq_Mc
https://it.emcelettronica.com/memoria-del-dna-ad-harvard-inseriti-700-tb-di-dati-grammo-di-dna
http://www.lescienze.it/news/2017/07/13/news/crispr_memorizzazione_foto_video-3602183/
http://www.adnkronos.com/salute/medicina/2017/02/17/mammut-lanoso-rivivra-entro-anni-scienziati-harvard-pronti-creare-mammufante_oLsS0MBy4GO12ttiKvSF3I.html?refresh_ce
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29379076
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