Sono stati recentemente individuati nuovi sensori nanotecnologici per la diagnosi precoce di tumori e il riconoscimento di sostanze tossiche nel sangue come droghe o farmaci.

Questo è ciò che è emerso dal recente studio, pubblicato sulla rivista scientifica internazionale Chem, dell’Istituto italiano di Tecnologia e dell’Università di Padova.

La scoperta: particelle simili alle proteine

La scoperta consiste nel costruire delle nanoparticelle artificiali che, introdotte nell’organismo, si comportano come dei sensori la cui funzione è quella di diagnosticare il tumore. Queste particelle nanotecnologiche simulano il comportamento e le reazioni delle proteine, molecole biologiche essenziali alla vita.

Sono composti da un nucleo metallico centrale di atomi d’oro con funzione strutturale a cui sono legate altre piccole molecole. Queste ultime hanno la funzione di “riconoscere” le sostanze con cui entrano in contatto.

Avendo inoltre un elevato grado di duttilità, possono essere programmate per acquisire ulteriori capacità e svolgere lavori diversi.  

Le caratteristiche dei nuovi dispositivi li rendono adatti ad identificare anche molecole di droghe, sostanze tossiche o dopanti in bassissime concentrazioni. A questi sono ancorate delle molecole che determinano la funzione della nanoparticella e ne costituiscono la superficie.

Le considerazioni

“In questo studio abbiamo dimostrato come i gruppi che compongono le molecole legate al nucleo determinano quale tipo di molecola sarà riconosciuta, in base a specifiche interazioni atomiche”, commenta Marco De Vivo, autore principale della ricerca.

L’obiettivo

“L’obiettivo è quello di creare delle particelle ingegnerizzate utili a riconoscere specifiche sostanze di interesse, come fanno le proteine in natura“, ha spiegato Marco De Vivo. Le simulazioni mostrano che le nanoparticelle assumono una forma diversa in soluzione a seconda della struttura chimica delle molecole che le ricoprono: in base alla conformazione assunta dalla superficie, avviene il riconoscimento dell’una o dell’altra sostanza presente in soluzione.

Sulla superficie delle nanoparticelle si formano infatti veri e propri siti di riconoscimento, tasche transienti e dinamiche che legano la sostanza “A” piuttosto che la “B”, analogamente a quanto si verifica nelle proteine, che riconoscono sostanze seguendo il modello “della serratura e della chiave” (dove la serratura è uno specifico sito di interazione e la chiave l’analita riconosciuto).

Nel futuro

I risultati della ricerca italiana aprono a grandi prospettive nell’ambito della medicina personalizzata.

Fonte:

Riccardi L. et all., Nanoparticle-Based Receptors Mimic Protein-Ligand Recognition