Neutralizzare i virus con trappole a origami di DNA
Se negli ultimi anni avete prestato attenzione alle notizie sulla resistenza agli antibiotici, sarete ben consapevoli del fatto che gli antibiotici combattono i batteri, non i virus. Allora come vengono trattate le malattie virali? La verità è che non esistono trattamenti efficaci per la maggior parte delle infezioni virali ed è per colmare questa lacuna che un gruppo di ricercatori tedeschi e statunitensi si sta adoperando oggi con una propria strategia di trattamento innovativa. Sostenuti dai progetti VIROFIGHT e DNA ORIGAMI MOTORS, finanziati dall’UE, i ricercatori hanno sviluppato gusci su nanoscala composti da DNA che bloccano i virus e impediscono loro di interagire con le cellule ospiti. Il metodo impiegato per neutralizzare i virus viene definito metodo a origami di DNA e fondamentalmente prevede il ripiegamento del DNA per realizzare forme tridimensionali su nanoscala. I risultati della ricerca sono stati pubblicati nella rivista «Nature Materials». Le trappole nanometriche per i virus sono a forma di icosaedro formato da 20 superfici triangolari. Le molecole che rivestono l’interno di queste forme si legano ai virus, contribuendo al loro contenimento. Il gruppo di ricerca ha cambiato i punti di legame ai margini delle superfici triangolari per creare sfere cave chiuse e sfere con aperture, oppure mezzi gusci. «Persino un semplice mezzo guscio della giusta dimensione evidenzia una riduzione misurabile dell’attività virale», ha osservato l’autore senior dello studio, il professor Hendrik Dietz del politecnico di Monaco, in un comunicato stampa pubblicato nel sito web dell’università. «Se poniamo cinque siti di legame per il virus all’interno, ad esempio degli anticorpi adatti, riusciamo già a inibire il virus dell’80 %, se poi ne inseriamo di più otteniamo la completa inibizione.»
Una trappola efficace per due virus
Gli scienziati, attraverso i test di coltura cellulare con siero murino, cellule umane e virus, hanno scoperto che le loro trappole per virus sono riuscite a trattenere virus prima che potessero legarsi alle cellule umane. Le nanostrutture di DNA sono rimaste stabili nel siero murino per 24 ore e hanno bloccato 2 tipi di virus, ovvero i virus adeno-associati e quelli dell’epatite B, impedendo loro di infettare le cellule umane contenute nel siero. «Siamo estremamente fiduciosi che questo materiale risulterà ben tollerato dall’organismo umano», ha dichiarato Dietz. La professoressa Ulrike Protzer, co-autrice dello studio, sempre proveniente dal politecnico di Monaco, spiega in che modo i trattamenti contro i batteri differiscono da quelli contro i virus. «I batteri hanno un metabolismo, possiamo attaccarli in vari modi», ha osservato. «I virus invece non sono dotati di un proprio metabolismo, ed è questo il motivo per cui i farmaci antivirali sono quasi sempre diretti contro uno specifico enzima in un singolo virus. Un’evoluzione simile richiede tempo: se si potesse concretizzare l’idea di eliminare i virus semplicemente in modo meccanico, l’applicazione sarebbe ampia e si tratterebbe quindi di un’importante conquista, soprattutto per i virus emergenti.» Secondo Dietz, questa tecnologia apre la strada anche ad altri usi medici. «Sarebbe inoltre plausibile il suo impiego come vettore antigenico multivalente per le vaccinazioni, come vettore di DNA e RNA per la terapia genica o come mezzo per veicolare i farmaci», ha riferito. Successivamente, il gruppo di ricerca intende testare le trappole per i virus nei topi viventi. Il politecnico di Monaco è l’istituto che coordina VIROFIGHT (General-purpose virus-neutralizing engulfing shells with modular target-specificity) e DNA ORIGAMI MOTORS (Constructing and powering nanoscale DNA origami motors). Il primo progetto si conclude nel 2024 e il secondo nel 2022. Per ulteriori informazioni, consultare: progetto VIROFIGHT progetto DNA ORIGAMI MOTORS
Parole chiave
VIROFIGHT, DNA ORIGAMI MOTORS, virus, DNA, cellula, origami di DNA, origami, infezione virale