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Le “cellule intelligenti” promettono di curare le malattie

I circuiti biologici sintetici nelle cellule potrebbero un giorno percepire i problemi e rispondere producendo solo una quantità sufficiente di farmaci appropriati per curare il diabete, il cancro, le malattie infettive e le malattie genetiche. Il laboratorio della Rice University guidato dalla bioingegnere Laura Segatori ha vinto il sostegno del National Institutes of Health per sviluppare la sua tecnologia unica.
CREDITO: Jeff Fitlow/Rice University

Le “cellule intelligenti” promettono di curare la malattia Gli NIH finanziano lo sviluppo di circuiti sintetici da parte del laboratorio Segatori per rilevare i problemi e reagire

HOUSTON – (17 agosto 2021) – Molto probabilmente hai app sul tuo cellulare. Una nuova ricerca presso la Rice University offre la possibilità di app per le tue cellule reali.

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La bioingegnere del riso  Laura Segatori  e il suo   team della Brown School of Engineering hanno ricevuto un prestigioso National Institutes of Health  Research Project Grant  per sviluppare sensori e attivatori di attività genica che, ha affermato, offrono opportunità senza precedenti per il trattamento di diabete, cancro, malattie infettive e malattie genetiche.

La  sovvenzione quadriennale di 1,8 milioni di dollari  è amministrata dal  National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering . Segue una piccola  sovvenzione della National Science Foundation  a gennaio che ha suggerito che la strategia del laboratorio Segatori per l’ingegneria dei dispositivi cellulari può essere applicata praticamente a qualsiasi processo cellulare associato a una risposta trascrizionale. 

L’idea è di programmare le cellule dei mammiferi per leggere il loro ambiente e sviluppare sistemi di progettazione vivente che rilevino e correggano le patologie umane. Sebbene il concetto non sia nuovo, l’approccio di Segatori, costruito sul retro di un  nuovo sistema introdotto lo scorso anno per migliorare il rilevamento dell’espressione genica bersaglio , è unico.

“Non sono l’unico in questo spazio, ma ci aspettiamo che il nostro approccio cambi il modo in cui le persone pensano all’ingegneria dei dispositivi sensore-attuatore”, ha affermato. “Attualmente, questi dispositivi si basano principalmente sulle capacità di rilevamento della superficie cellulare ottenute principalmente ricablando le interazioni native ligando-recettore o evolvendo nuovi recettori sulla superficie cellulare. Questi sono collegati a sistemi di trasduzione del segnale che consentono alle cellule di tradurre lo stimolo extracellulare in un output rilevabile o in un programma terapeutico”.

I circuiti biologici sintetici di Segatori sono progettati per funzionare all’interno delle cellule e rispondere rapidamente ai cambiamenti nell’attività genica. 

“Vogliamo sviluppare una nuova classe di sensori cellulari”, ha affermato. “Questi attirerebbero il programma biomolecolare desiderato in risposta al rilevamento dello stato fisiologico del dispositivo, ottenuto attraverso il monitoraggio in tempo reale dell’attività dei geni cromosomici.

“Ad esempio, possiamo immaginare di sviluppare dispositivi cellulari che attivino una risposta terapeutica al rilevamento di firme trascrizionali associate al rilevamento di marcatori di un microambiente tumorale”.

Segatori, professore associato di bioingegneria, ingegneria chimica e biomolecolare e scienze biologiche, ha affermato che la capacità del circuito di spegnersi rapidamente una volta che lo stimolo scompare è fondamentale. “Le attuali celle ingegnerizzate in genere non hanno il controllo sul tempo di risposta e sulla dinamica”, ha affermato. “Il dosaggio dei farmaci diventa un problema. 

“Ma se potessimo creare cellule intelligenti che percepiscono il bisogno del tuo corpo di terapie e regolano di conseguenza il rilascio di farmaci, ciò sarebbe davvero utile per molte applicazioni”.

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