I nanobot di DNA per rilasciare i farmaci con la mente

Alcuni ricercatori israeliani hanno realizzato dei nanobot (in questo caso capsule di DNA) per controllare a distanza il rilascio di farmaci in organismi da laboratorio. Più precisamente scarafaggi. Un giorno, forse, avremo una tecnologia che ci permetterà di curare alcune malattie "a distanza".

Cosa accadrebbe se avessimo una tecnologia che permetta di curare alcune malattie con la mente? La domanda sembra parecchio futuristica, tuttavia è incredibilmente vicina ad una soluzione su cui stanno lavorando dei ricercatori israeliani. La tecnologia in questione, molto meno artificiale di quanto si possa pensare, si basa su molecole organiche di DNA ed ha permesso di controllare a distanza il rilascio di farmaci in organismi da laboratorio, precisamente degli scarafaggi.

Il cuore del progetto sono dei nanobot, robot estremamente miniaturizzati in grado di rispondere agli stimoli in maniera prevedibile generando l’effetto desiderato. In questo caso i nanobot sono stati realizzati con molecole di DNA, lo stesso di cui è fatto il nostro materiale genetico, particolarmente adatto a cambiare forma e ottimale come materiale per costruire nanostrutture.

 

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Le caratteristiche dei nanobot

Non è la prima volta che viene usato in tal senso, ci aveva già pensato il team di George Church ad Harvard proponendo i cosiddetti origami a DNA. L’obiettivo in ambito farmacologico sarebbe di usare tali nanostrutture per trasportare farmaci, racchiudendoli in capsule capaci di interagire con cellule e tessuti dove si aprirebbero in maniera controllata per rilasciare il farmaco solo quando necessario. I ricercatori israeliani hanno realizzato le capsule di DNA (i nanobot appunto) depositando al loro interno una molecola fluorescente e legandovi delle particelle di ferro.

I nanobot sono stati poi introdotti in degli scarafaggi da laboratorio vivi, a loro volta posizionati entro delle spirali elettromagnetiche.

Queste ultime sono state collegate ad un dispositivo in grado di tradurre in variazioni di campo elettromagnetico i segnali EEG (elettroencefalogrammi) misurati sulle persone che hanno partecipato agli esperimenti. Ed è qui che viene il bello. Ai partecipanti è stato chiesto di alternare stati di rilassamento a stati di impegno mentale, ad esempio svolgendo calcoli complessi. Queste semplici variazioni sono state registrate dagli EEG inducendo un cambiamento di campo elettromagnetico delle spirali con il conseguente riscaldamento o raffreddamento delle particelle di ferro dei nanobot.

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Risultati?

In condizioni di stress mentale l’EEG ha causato l’apertura delle nanocapsule esponendo la molecola fluorescente immediatamente rivelata dalle strumentazioni. Tornando in stato di relax, le capsule si sono invece chiuse nascondendo la molecola, di fatti “spegnendo” la sua fluorescenza. In pratica un piccolo led delle dimensioni di una molecola acceso e spento con la mente. Diversi passaggi, tanta tecnologia sotto, ma con un risultato che ben si ricollega alla nostra domanda iniziale: per la prima volta è stato possibile controllare il rilascio di farmaci attraverso i segnali del nostro cervello.

Le prospettive aperte da questo studio sono enormi, come nel caso dei disordini mentali.

Patologie come la schizofrenia o la depressione inducono degli stati mentali che si cerca di controllare mediante terapie continue somministrate anche in condizioni di quiete del paziente. Immaginiamo invece di somministrare nanocapsule in grado di rilasciare il farmaco nel momento esatto in cui l’attività cerebrale della persona cambia in stato patologico, prevenendo il peggioramento dei sintomi ma senza “intossicare” l’organismo in maniera costante. Sono stati anche ipotizzati scenari in cui usare i nanobot per rilasciare melatonina in chi soffre di insonnia, o persino caffeina per stimolare la veglia durante il lavoro.

 

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Limiti e scenari futuri

Allo stato attuale il principale limite è soprattutto la discriminazione dei segnali EEG del cervello. «Sebbene esista una decisa tendenza verso lo sviluppo di tecnologie wearable adatte a questo scopo, rimane ancora difficile una misurazione di alta qualità dei segnali EEG nella vita di tutti i giorni» – spiega il Dott. Doron Friedman, tra i ricercatori a capo del progetto.

La tecnologia alla base va quindi ancora affinata per ottenere dei risultati con risvolti medici e commerciali adatti all’uso in ogni circostanza. Ma l’esperimento che abbiamo descritto si è concluso con un successo non scontato e una marea di applicazioni aspetta solo quel passo deciso che porterà a concretizzare questo percorso in una piccola rivoluzione della terapia farmacologica.

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