Creato il primo interruttore proteico per il controllo delle cellule viventi: potrebbe consentire nuove terapie per molti problemi, tra cui i tumori

Per rimanere in salute, le cellule devono controllare i loro processi biochimici. Un’attività anormale in un solo gene o l’accumulo della proteina sbagliata può sconvolgere l’equilibrio di una cellula, portando alla morte cellulare o addirittura al cancro. Ora, per la prima volta è stato creato un interruttore proteico completamente artificiale in grado di funzionare all’interno di cellule viventi per modificare o addirittura comandare i complessi circuiti interni della cellula. L’interruttore si chiama LOCKR ed è stato sviluppato da un gruppo di bioingegneri guidati dal David Baker del Medicine Institute for Protein Design della Washington University. I risultati dello studio, pubblicati sulla rivista Nature, potrebbero avere diverse implicazioni pratiche.

Gli scienziati hanno dimostrato che LOCKR può essere “programmato” per modificare l’espressione genica, reindirizzare il traffico cellulare, degradare proteine specifiche e controllare le interazioni con altre proteine. E’ possibile anche usare LOCKR per costruire nuovi circuiti biologici che si comportano come sensori autonomi. Questi circuiti rilevano i segnali dall’ambiente interno o esterno della cellula e rispondono apportando modifiche. Una volta assemblati in una cellula, questi nuovi interruttori misurano solo otto nanometri sul lato più lungo.

“La capacità di controllare le cellule con proteine progettate introduce una nuova era della biologia. Così come i circuiti integrati hanno consentito l’esplosione del settore dei chip per computer, questi interruttori biologici versatili e dinamici potrebbero presto aprire la strada al controllo preciso del comportamento delle cellule viventi e, in definitiva, della nostra salute“, afferma El-Samad, professore di biochimica e biofisica della University of California di San Francisco, che ha guidato lo studio con Baker.

LOCKR si distingue da tutti gli strumenti del settore delle biotecnologie. È, infatti, tra i primi strumenti di biotecnologia interamente concepiti e costruiti dall’uomo. Con una versione di LOCKR testata nel lievito, il team è stato in grado di dimostrare che si poteva far degradare una specifica proteina cellulare in un momento a scelta dei ricercatori. Riprogettando l’interruttore, hanno anche dimostrato lo stesso effetto nelle cellule umane coltivate in laboratorio. LOCKR offre agli scienziati un nuovo modo di interagire con le cellule viventi. Potrebbe quindi consentire una nuova ondata di terapie per malattie diverse come il cancro, i disturbi autoimmuni e altro ancora.