La scienza è alla ricerca di sistemi sempre più biocompatibili capaci di rilevare patologie senza danneggiare in alcun modo il corpo del paziente.
Un team di ricerca internazionale di cui fa parte anche l’Istituto Officina dei Materiali del CNR (CNR-IOM) ha pubblicato un articolo in cui presenta dei biosensori fatti di piccole sequenze di DNA sintetico ripiegate su sé stesse capaci di rilevare la presenza di target specifici (Masciotti, V., Piantanida, L., Naumenko, D. et al. Nano Res., 2019, 12: 2900).
La ricerca è durata tre anni e ha coinvolto anche la Molecular Foundry di Berkeley e le Università di Nova Gorica, in Slovenia, e di Graz, in Austria.
Valentina Masciotti del CNR-IOM spiega: «da un’azienda statunitense acquistiamo piccole sequenze di DNA sintetico a singola elica, poi facciamo in modo che queste si leghino a un lungo filamento circolare di DNA. Così, queste sequenze si ripiegano come se fossero degli origami.
Nella ricerca abbiamo progettato e realizzato un tetraedro dotato di una sonda, anch’essa di DNA, che riconosce un target specifico e vi si lega.
Questo legame esercita una trazione sui pilastri del tetraedro, che collassano cambiando la configurazione della struttura. Osservando questo cambiamento, confermiamo che il target è stato trovato».
Per facilitare la lettura dell’avvenuto legame, i ricercatori hanno dotato il tetraedro di due nanoparticelle di oro: quando avviene l’aggancio al bersaglio e si verifica il cambio di conformazione nel tetraedro, le due nanoparticelle si uniscono e cambiano le proprietà ottiche: in questo modo si può utilizzare uno spettrofotometro per verificare la presenza del legame con il target specifico e quindi fare la diagnosi.
Ciò permette di utilizzare i biosensori per la diagnostica in vitro e in vivo. Il biosensore è stato testato in ambienti differenti che riproducono le caratteristiche di alcuni tessuti umani: un ambiente liquido come il sangue, uno che mima la matrice extracellulare e uno solido che riproduce le matrici ossee del corpo umano.
Stefania Somaré
