Il NanoGripper, un nanorobot basato sul DNA, ha dimostrato la capacità di rilevare e bloccare rapidamente i virus, tra cui il COVID-19, aprendo nuove prospettive nel campo della diagnostica, della prevenzione e delle terapie mirate.
Questo strumento innovativo consiste in una piccola mano a quattro dita, realizzata da un unico pezzo di DNA, progettata per catturare il virus responsabile del COVID-19. Tale caratteristica consente una rilevazione altamente sensibile e rapida, oltre a prevenire l’ingresso delle particelle virali nelle cellule, come evidenziato dai ricercatori dell’Università di Illinois Urbana-Champaign.
Il NanoGripper, ispirato alla presa della mano umana e delle zampe degli uccelli, è dotato di quattro dita flessibili e un palmo, il tutto realizzato in una nanostruttura piegata da un unico pezzo di DNA. Ogni dito presenta tre articolazioni, simili a quelle di un dito umano, con angoli e gradi di flessione determinati dal design del DNA.
Il professor Xing Wang, esperto di bioingegneria e chimica presso l’Università di Illinois, ha guidato il team di ricerca che ha descritto il NanoGripper sulla rivista Science Robotics. Wang ha sottolineato l’utilizzo del DNA per le sue proprietà strutturali, come resistenza, flessibilità e programmabilità, sottolineando l’innovazione nel design basato sull’origami del DNA.
Le dita del NanoGripper contengono aptameri del DNA appositamente programmati per legarsi a bersagli molecolari specifici, come la proteina spike del virus COVID-19. Questa capacità consente al NanoGripper di attivarsi e piegarsi attorno al bersaglio, facilitando la cattura e la rilevazione del virus.
Per la creazione di un sensore per il rilevamento del virus COVID-19, il team di Wang ha collaborato con il professor Brian Cunningham dell’Università dell’Illinois, specialista in biosensori. Insieme, hanno sviluppato un test rapido per il COVID-19 che impiega soli 30 minuti, equiparabile in sensibilità ai test molecolari qPCR di riferimento utilizzati negli ospedali.
Oltre alla diagnostica, il NanoGripper potrebbe trovare applicazioni nella medicina preventiva, impedendo ai virus di infettare le cellule. In esperimenti condotti su colture cellulari esposte al COVID-19, i NanoGripper hanno dimostrato la capacità di avvolgersi attorno ai virus, prevenendo l’interazione delle proteine spike virali con i recettori cellulari.
Il potenziale del NanoGripper si estende anche alla somministrazione mirata di farmaci, con la possibilità di trasportare trattamenti contro il cancro direttamente alle cellule bersaglio. Wang immagina un futuro in cui il NanoGripper potrebbe essere utilizzato per mirare ad altri virus, come l’influenza, l’HIV o l’epatite B.
Questo approccio innovativo, sebbene richieda ulteriori test e adattamenti, mostra il potenziale della nanorobotica morbida nel campo biomedico. Il lavoro dei ricercatori è stato supportato dai National Institutes of Health e dalla National Science Foundation, con Wang e Cunningham affiliati al Carl R. Woese Institute for Genomic Biology e al Holonyak Micro and Nanotechnology Lab presso l’Università di Illinois.
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