Tecno Terapie

Computer di DNA fa fare un passo avanti verso i ‘farmaci intelligenti’

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I ricercatori della Università della tecnologia di Eindhoven (TU / e) presentano un nuovo metodo che dovrebbe permettere di controllare la somministrazione dei farmaci nel sangue per mezzo di calcolatori di DNA. Nella rivista Nature Communications il team, guidato dall’ingegnere biomedico Maarten Merkx, descrive come si è sviluppato il primo computer di DNA in grado di rilevare diversi anticorpi nel sangue e l’esecuzione di calcoli successivi sulla base di questo ingresso. Questo è un passo importante verso lo sviluppo di farmaci  “intelligenti” che possono permettere un migliore controllo della terapia per i reumatismi e la malattia di Crohn, per esempio, con un minor numero di effetti collaterali e ad un costo inferiore.

Un’analogia per il metodo presentato dai ricercatori TU / e è un sistema di sicurezza che apre la porta a seconda della persona in piedi di fronte ad esso. Se la fotocamera riconosce la persona, la porta si sblocca, ma se la persona è nota, la porta rimane bloccata. “La ricerca in test diagnostici tende a concentrarsi sul ‘riconoscimento’, ma ciò che rende speciale  questo sistema è che si può pensare di collegarlo alla consegna del farmaco”, dice professore di chimica biomedica Maarten Merkx.

Computer di DNA

Per poter effettuare tale azione, è necessaria ‘intelligenza’, un ruolo che viene eseguito in questo sistema da un computer DNA. DNA è meglio conosciuto come un vettore di informazioni genetiche, ma le molecole di DNA sono anche molto adatte per l’esecuzione dei calcoli molecolari. La sequenza all’interno di una molecola di DNA determina il modo con cui altre molecole di DNA possono reagire, il che permette a un ricercatore di programmare i circuiti di reazione desiderati.

Anticorpi

Finora applicazioni biomediche di computer DNA sono state limitate a causa dell’ingresso di altre molecole di DNA e RNA. Per determinare se qualcuno ha una particolare malattia, è essenziale misurare la concentrazione di anticorpi specifici – agenti che il nostro sistema immunitario produce quando siamo malati. Merkx e i suoi colleghi sono i primi ad essere riusciti a collegare la presenza di anticorpi a un computer DNA.

Somministrazione farmaci

Il loro metodo traduce la presenza di ciascun anticorpo in un pezzo unico di DNA in cui il computer DNA può decidere sulla base della presenza di uno o più anticorpi sia somministrazione di farmaci, per esempio, se è necessaria. “La presenza di una particolare molecola di DNA mette in moto una serie di reazioni per cui siamo in grado di ottenere il computer DNA per eseguire vari programmi”, spiega il dottorando e autore principale Wouter Engelen. “I nostri risultati mostrano che possiamo usare il computer DNA per controllare l’attività degli enzimi, ma pensiamo dovrebbe anche essere possibile accertare l’attività di un anticorpo terapeutico.”

Medicazione

Nel trattamento di malattie croniche come reumatismi o morbo di Crohn, tali anticorpi terapeutici sono utilizzati come farmaci. Una delle possibili applicazioni di questo sistema è di misurare la quantità di anticorpi terapeutici nel sangue e decidere se è necessario somministrare qualsiasi farmaco supplementare. Merkx: “Collegando direttamente la misurazione degli anticorpi per il trattamento della malattia, ci può essere in grado di prevenire effetti collaterali e ridurre i costi in futuro.”



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