Ricercatori della Facoltà di Scienze Applicate ed Ingegneria dell’Università di Toronto hanno sviluppato una tecnica innovativa per visualizzare minuscole strutture tridimensionali costruite con il DNA umano. Questa tecnologia rivoluzionaria ha il potenziale di avanzare la ricerca in vari campi, incluso lo sviluppo di un vaccino per specifici tipi di cancro.
Sotto la guida del Professor Leo Chou, esperto nelle applicazioni biomediche della nanotecnologia del DNA, il team si è prefisso di affrontare le sfide legate al monitoraggio di queste piccole strutture una volta introdotte nelle cellule. I metodi tradizionali facevano affidamento su coloranti fluorescenti per rilevare queste strutture nei tessuti biologici. Tuttavia, si è constatato che questo approccio era insufficientemente sensibile ed era incline all’introduzione di errori o artefatti artificiali.
Al contrario, la tecnica innovativa del team, nota come OrigamiFISH, offre una sensibilità significativamente superiore e una maggiore precisione. Il metodo combina l’origami del DNA, che utilizza DNA piegato per costruire forme nanometriche, con l’ibridazione in situ a fluorescenza (FISH), una tecnica consolidata per visualizzare ed etichettare sequenze di DNA all’interno delle cellule.
OrigamiFISH rappresenta un miglioramento significativo rispetto ai metodi esistenti. Non solo offre un’applicazione universale e una maggiore sensibilità, ma offre anche un limite di rilevamento molto basso, 10.000 volte inferiore agli standard attuali. Di conseguenza, è diventato uno strumento prezioso per lo studio del comportamento dell’origami del DNA sia nelle cellule che nei tessuti.
L’obiettivo principale di questa nuova tecnica è facilitare la rilevazione di nanoparticelle singole in modo efficiente e sensibile. Raggiungendo questo obiettivo, il metodo OrigamiFISH mira ad eliminare le barriere di costo e di attrezzatura per l’imaging del DNA. Questa scoperta avrà implicazioni significative nello sviluppo di vaccini efficaci e sistemi di somministrazione di farmaci. Ad esempio, può fornire informazioni cruciali su come diversi design di nanoparticelle del DNA mirino tessuti specifici come i linfonodi, informazioni vitali per la costruzione di vaccini e la progettazione di meccanismi di somministrazione dei farmaci.
Il professor Chou e il suo team si specializzano nello sviluppo di nanostrutture del DNA che potrebbero trasmettere istruzioni in modo efficace alle cellule immunitarie del corpo. Queste istruzioni possono addestrare il sistema immunitario a riconoscere marcatori o strutture specifiche presenti sulle cellule cancerose, consentendo una risposta mirata contro la malattia.
La natura programmabile della nanotecnologia del DNA offre una straordinaria opportunità nella produzione di vaccini personalizzati e terapie. Questo approccio rappresenta una svolta rispetto all’approccio tradizionale “taglia-unica” all’immunizzazione e al trattamento. Sfruttando le caratteristiche uniche del cancro o della malattia di ogni paziente, possono essere sviluppati vaccini personalizzati su misura per i singoli pazienti, portando a risultati di trattamento più efficaci.
In conclusione, lo sviluppo della tecnica OrigamiFISH non solo amplia la nostra comprensione della nanotecnologia del DNA, ma offre anche una promettente strada per rivoluzionare il trattamento delle malattie. Attraverso la visualizzazione precisa di minuscole strutture 3D del DNA, i ricercatori possono scoprire nuove possibilità per la medicina personalizzata, offrendo soluzioni terapeutiche migliorate per i pazienti di tutto il mondo.