Scienziati australiani e statunitensi hanno trovato un nuovo metodo per alterare il DNA delle cellule batteriche – un processo utilizzato per produrre molti farmaci vitali, tra cui l’insulina – in una maniera molto più efficiente rispetto alle tecniche standard del settore. Il team di ricercatori per inserire il DNA invece di aprire le pareti cellulari dei batteri con sostanze chimiche aggressive o alte temperature, ha utilizzato onde radio ad alta frequenza, un metodo molto più delicato che ha permesso a molte più cellule di assumere il DNA e sopravvivere.
Lo studio, condotto dal Royal Melbourne Institute of Technology (abbreviato in RMIT University) in collaborazione con altre università australiane e con la WaveCyte Biotechnologies negli Stati Uniti, ha utilizzato onde radio alla frequenza di 18 gigahertz per “aprire temporaneamente le porte” nelle pareti cellulari dei batteri di E. coli, abbastanza a lungo da consentire l’inserimento di materiale genetico. Le cellule poi si chiudevano e continuavano a funzionare in modo sano.
Le radiofrequenze possono essere utilizzate per trasportare qualsiasi cosa, dai dati dei telefoni cellulari e dei satelliti, all’energia necessaria per manipolare le cellule batteriche in laboratorio. Il precedente lavoro congiunto con l’Australian Centre for Electromagnetic Bioeffects Research, ha dimostrato come l’energia elettromagnetica ad alta frequenza, temporaneamente renda più permeabili le cellule batteriche.
Il nuovo studio “Trasformazione genetica di DNA plasmidico in Escherichia coli utilizzando energia elettromagnetica ad alta frequenza” pubblicato nella rivista Nano Letters, fa un ulteriore passo avanti, dimostrando che il metodo può essere utilizzato per veicolare in modo sicuro il DNA.
I risultati del team di ricercatori hanno dimostrato che il processo è altamente efficiente: il 91% delle cellule di E. coli ha assunto il nuovo DNA dopo l’esposizione alle onde radio a 18GHz per tre minuti.
Utilizzando l’attuale standard industriale per l’inserimento del DNA, noto come “shock termico”, solo il 77% delle cellule assume il DNA e molte di queste cellule muoiono subito dopo l’esposizione al calore. Esistono tecniche più delicate di impulso laser, ma meno del 30% delle cellule assume il nuovo DNA in questo processo.
Elena Ivanova professoressa presso il Royal Melbourne Institute of Technology, School of Science (RMIT University), autrice principale dello studio ha affermato:
«Il nostro metodo, innovativo ed economico, si è dimostrato altamente efficiente, ma anche più delicato per le cellule, in quanto non vengono utilizzate sostanze chimiche aggressive o temperature elevate, di conseguenza, il tasso di sopravvivenza delle cellule è risultato più elevato rispetto ad altre tecniche».
Lo studio del team di ricercatori ha dimostrato che questo processo funziona anche nelle cellule eucariotiche, quelle che condividiamo con gli animali, i funghi e le piante, compresi i modelli di linea cellulare PC 12 comunemente utilizzati nella ricerca sulle neuroscienze.
Elena Ivanova ha affermato:
«La nostra attenzione si concentra ora sulla traduzione di questi risultati. Abbiamo solo scalfito la superficie dell’ampia gamma di applicazioni per la somministrazione di farmaci che questo metodo potrebbe avere nella terapeutica del microbioma e nella biologia sintetica».
Il Royal Melbourne Institute of Technology, School of Science (RMIT University) insieme a WaveCyte Biotechnologies, un’azienda statunitense specializzata nello sviluppo di tecnologie di terapia cellulare e genica, per questa tecnica hanno richiesto la protezione della proprietà intellettuale.
Steve Wanjara amministratore delegato di WaveCyte Biotechnologies, ha affermato:
«Avendo collaborato con RMIT University fin dall’inizio, siamo molto impegnati a far progredire questa tecnologia, questo metodo delicato e altamente efficiente, è molto promettente per migliorare l’accessibilità e l’economicità delle terapie critiche. Continuiamo a lavorare attivamente per tradurre questi risultati in applicazioni tangibili, concentrandoci sull’ottimizzazione della tecnica per le cellule di mammifero. La nostra ricerca ha il potenziale per avere un impatto positivo su milioni di vite in tutto il mondo, noi ci impegniamo a renderla realtà. La mia speranza è che questo possa aprire le porte a nuovi trattamenti salvavita nel lungo periodo, attendo con ansia di vederne lo sviluppo».