I computer proteici stanno per diventare realtà

Un team di ricercatori dell'Università Statale della Pennsylvania ha sviluppato il primo nano-computer basato su proteine modificate, in grado di dirigere le cellule e di far loro cambiare posizione e orientamento nello spazio.
L'approccio innovativo utilizzato si differenzia dalle terapie cellulari tradizionali, che si basano sulla produzione o sulla soppressione di proteine che svolgono il compito desiderato.

I ricercatori hanno invece modificato le proteine in modo che agiscano direttamente nello spazio nel modo voluto, integrando nella proteina due sensori che rispondono a due stimoli diversi: la luce; e un farmaco, la rapamicina.

Il funzionamento del nano-computer dipende dall'ordine con cui le cellule ricevono i due segnali. Se prima viene rilevata la rapamicina e poi la luce, la cellula si orienterà nello spazio con una certa angolazione, mentre se gli stimoli vengono ricevuti in ordine inverso lo spostamento sarà diverso. Il risultato, pubblicato sulla rivista Science Advances, rappresenta un primo passo verso la capacità di modificare comportamenti delle cellule molto più importanti, come l’espressione genica o l’attivazione delle cellule del sistema immunitario nei confronti dei tumori, aprendo la porta allo sviluppo di nano-computer proteici più complessi.

In futuro, i nano-computer potrebbero rendere possibile lo sviluppo di terapie cellulari di nuova generazione per malattie come diabete, cancro, infezioni e lesioni neurologiche. Tuttavia, ci sono ancora alcune sfide da affrontare prima che questa tecnologia possa essere utilizzata a fini medici.
Gli autori dello studio stanno lavorando per migliorare la precisione e l'efficacia del nano-computer e per sviluppare proteine in grado di rispondere a un numero maggiore di stimoli.

A noncommutative combinatorial protein logic circuit controls cell orientation in nanoenvironments