Grazie ad una medusa diagnosi cellule difettose

Grazie ad una proteina verde fluorescente estratta dalla medusa Aequorea Victoria sarà possibile rilevare eventuali difetti nelle cellule. In occasione del convegno Functional Materials and Molecular Devices for Nanoelectronics and Nanosensing (12 - 13 luglio 2007), sono stati presentati i risultati di uno studio che ha consentito di ricavare, modificando la GFP (Green Fluorescent Protein) di una particolare medusa, un segnalatore che apre la strada a nuove applicazioni terapeutiche in grado di rilevare alcuni tumori nella loro fase iniziazione.

La Proteina Verde Fluorescente (Green Fluorescent Protein) venne estratta dalla medusa Aequorea Victoria e purificata per la prima volta nel 1962. Pochi anni dopo vennero caratterizzate le sue proprietà ottiche, uniche all'interno della classe delle proteine foto attive, quali la capacità di convertire luce dal blu al verde e soprattutto la fluorescenza intrinseca. Il suo utilizzo nelle biotecnologie si sviluppò a partire dagli anni '90, quando il suo gene venne clonato ed espresso in organismi eterologhi.

I dati relativi allo studio sono stati presentati da Fabio Beltram del Cnr-Infm (Istituto Nazionale per la Fisica della Materia-Consiglio Nazionale delle Ricerche) e del Nest (National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology) della Scuola Normale Superiore di Pisa.

Nella fase introduttiva l'esperto ha spiegato che la GFP è presente nell'Aequorea victoria, un particolare tipo di medusa che abita nelle acque profonde del Pacifico. La Green Fluorescent Protein presenta numerosi vantaggi: essendo fluorescente ad una determinata lunghezza d'onda è facilmente visibile e di conseguenza è molto utile come marcatore specifico, un altro vantaggio riguarda la sua presenza in natura, una caratteristica che la rende biocompatibile (non è tossica ed è facilmente smaltibile per tutti gli organismi), infine, al contrario della maggior parte delle proteine, è capace di "funzionare" anche in altri organismi senza l'ausilio di molecole presenti solo nell'animale d'origine.

Questa non è la prima volta che una proteina viene utilizzata come marcatore, ricerche precedenti del Cnr che avevano anche lo scopo di modificare tali proteine fornendo loro proprietà aggiuntive hanno portato a risultati analoghi. Fabio Beltram, coordinatore di questo nuovo studio, spiega che le proteine sono state mutate da semplici lampadine fluorescenti a dei veri e propri sensori che reagiscono all'ambiente inviando segnali all'esterno. I ricercatori hanno fornito ad alcune di queste proteine la capacità di cambiare conformazione e acquisire nuove proprietà, come il cambiamento di colore, in risposta a stimoli esterni quali la presenza di una specifica proteina mutata o la concentrazione di una specie chimica.

Presso i laboratori del Nest Cnr-Infm è già iniziata la sperimentazione di alcune applicazioni di queste proteine sensori in campo diagnostico. Beltram ha spiegato che al DNA di queste proteine sensori è possibile integrare anche un altro pezzo di DNA con la funzione di vettore educato alla ricerca di una determinata proteina bersaglio, in questo modo, una volta all'interno delle cellule, vagano alla ricerca del bersaglio per cui sono state educate. Una volta trovato il bersaglio, la proteina sensore si lega ad esso e questo legame innesca il cambiamento di conformazione e di colore.

Grazie ai risultati ottenuti dai ricercatori del CNR si aprono nuove prospettive in campo biomedico non solo per quanto riguarda la diagnostica, ma anche per possibili aspetti terapeutici. Sono già in sperimentazione delle proteine sensori che racchiudono in se un potenziale farmacologico, chiamate "pro farmaci", di per se non farmacologicamente attive ma che possono formare un farmaco attivo in caso di segnali particolari (come la presenza di una proteina mutata).

Lo studio condotto presso il Cnr-Infm Nest fa parte di una nuova scienza, la Nanomedicina, un campo tipicamente pluridisciplinare che richiede il contributo di chimica, fisica, ingegneria e matematica, oltre alle scienze della vita. Anche se la Nanomedicina sta muovendo ancora i suoi primi passi, le prospettive sono molto promettenti. In futuro sarà possibile iniettare una particolare proteina, simile a quella relativa allo studio sopracitato, in un organismo apparentemente sano per rilevare la presenza di cellule mutate, non visibili attraverso gli strumenti tradizionali, come quelle tumorali in stadio precoce, una volta individuate si potranno distruggere prima che arrechino dei danni all'organismo.

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