Proteine luminescenti sintetiche trasformano l'imaging biomedico non invasivo, con impatto su ricerca e diagnosi

RomeAndy Yeh, professore associato di Ingegneria Biomolecolare presso l'UC Santa Cruz, sta portando innovazione nel campo dell'imaging biomedico con la creazione di proteine bioluminescenti completamente sintetiche insieme al suo team. Queste proteine, create in laboratorio e non presenti in natura, sono destinate a migliorare diverse applicazioni, come la diagnosi delle malattie e lo sviluppo di farmaci, grazie all'uso di tecniche informatiche all'avanguardia. Questa ricerca apre nuove prospettive per il progresso della tecnologia bioimagistica.

L'imaging a fluorescenza tradizionale utilizza fonti di luce esterne, che possono generare rumore di fondo nei tessuti. Le proteine bioluminescenti, invece, emettono luce attraverso una reazione chimica al loro interno. Ciò consente di visualizzare dettagli in profondità nei tessuti senza segnali di sottofondo indesiderati. Queste nuove proteine bioluminescenti offrono diversi vantaggi significativi.

• Non necessitano di luce di eccitazione esterna
• Minori interferenze della luce di fondo
• Capacità di emettere luce in più colori
• Centri di reazione altamente specifici
• Termostabilità per una manipolazione più semplice

Le proteine possono fornire immagini in tempo reale di ciò che accade all'interno di un organismo vivente. Questo metodo di imaging non richiede interventi chirurgici o altre procedure invasive ed è particolarmente utile nella ricerca sul cancro, dove è fondamentale monitorare diversi eventi biologici contemporaneamente.

Le proteine di Yeh possono emettere luce in vari colori come verde, giallo, arancione e rosso. Questo le rende estremamente utili per i ricercatori, poiché permettono di osservare simultaneamente diversi marcatori biologici, un aspetto cruciale per comprendere le complesse interazioni e i processi negli organismi viventi.

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Queste proteine sono sintetiche, il che le rende estremamente resistenti. Grazie a questa resistenza, possono essere impiegate in modi pratici che le proteine naturali non avrebbero mai tollerato. Possono sopportare alte temperature, rendendole utili per una maggiore varietà di applicazioni, come test in diverse località.

Un nuovo approccio nella progettazione delle proteine si inserisce nel recente trend di creare proteine da zero. Questo fenomeno è stato premiato con il Premio Nobel per la Chimica, evidenziando l'importanza dei metodi computazionali nelle scienze biologiche. Questi sviluppi suggeriscono che presto le proteine progettate su misura potrebbero diventare comuni in molti ambiti scientifici, semplificando la ricerca e trasformandone le modalità.

Con il miglioramento dei software informatici, le proteine progettate stanno diventando più efficienti ed efficaci, portando a nuove scoperte in medicina e biologia. La ricerca di Yeh mette in luce l'importante contributo della scienza informatica unita alla biologia tradizionale nella risoluzione di problemi persistenti nella ricerca biomedica.