Nanotecnologia Dna Idrogel per iniezione farmaci e vaccini

L'avvento della Nanotecnologia potrà cambiare la genetica umana?

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Una premessa per capire cosa significhi Nanotecnologia e DNA e per quale motivo è necessario conoscere alcuni argomenti. La nanotecnologia futuro che è già presente, o stiamo fantasticando troppo? A che punto siamo con gli studi di tecnologia nanometrica? Studiare nanotecnologie capaci di poter influire sul DNA è pura fantascienza? Cos’è l’Idrogel e perché è così importante?

Cerchiamo di capire a che punto siamo.

Nanotecnologia fluida e DNA: una premessa

Prima di iniziare la trattazione di questi argomenti è necessario specificare che i prodotti, i materiali e le applicazioni veramente rivoluzionari della nanotecnologia, come i nanorobotici, sono anni avanti nel futuro (alcuni dicono che sono solo pochi anni, alcuni dicono molti anni). Ciò che oggi si qualifica come “nanotecnologia” è la ricerca e lo sviluppo di base che si svolgono nei laboratori di tutto il mondo.

Le nanotecnologie oggi sul mercato sono prodotti in gran parte graduali (attraverso la nanotecnologia evolutiva) in cui una qualche forma di materiale che consente la nanotecnologia (ad esempio, punti quantici per l’imaging medico) è incorporata nel processo di produzione.

Una volta impiantata, la tecnologia si diffonde in tutto il corpo. Gli scienziati non sanno come questo influenzi il nostro DNA. Secondo il dottor Madej, la tecnologia della ricombinazione di RNA e DNA porterà a cambiamenti genetici permanenti e sconosciuti nel corpo umano.

Nanotecnologia definizione e approfondimento tecnico/giuridico

Gli organismi geneticamente modificati possono essere brevettati e soggetti a diritti di proprietà. Monsanto possiede semenze geneticamente rielaborate. Allorquando i vaccini a base di DNA venissero somministrati agli esseri umani – e questo non è mai stato fatto prima – gli esseri umani potranno eventualmente diventare soggetti a “proprietà intellettuale“. Questo per via del fatto che l’organismo geneticamente modificato brevettato origina dei cambiamenti sui geni umani. In sintesi: non è lontano dalla realtà dire che noi (come esseri umani) potremmo teoricamente essere “brevettati”.

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Perché il DNA è così importante?

Il codice genetico trasporta le informazioni genetiche di tutti gli esseri viventi sulla Terra. Le sequenze di basi azotate lungo il filamento di DNA sono responsabili della codifica e della trasmissione delle informazioni genetiche. Oltre ad essere materiale genetico, il DNA può anche essere pensato come un’entità chimica. Questo significa che può essere utilizzato come modello di base per la formazione di scaffold di ingegneria tissutale e piattaforme di somministrazione di farmaci.

DNA Definizione: da un punto di vista chimico, il DNA è un polimero a catena lunga composto da unità ripetitive monomeriche. Ogni unità ripetitiva è costituita da una molecola di zucchero desossiribosio collegata a un gruppo fosfato. Ogni unità monomerica è inoltre collegata a una delle quattro basi azotate. Le interazioni delle coppie di basi tra i filamenti di DNA sono altamente specifiche. Insieme a legare altre sostanze alla colonna vertebrale, questo può essere utilizzato per costruire reti di idrogel connesse tridimensionalmente.

La rigenerazione cellulare

Sayantani Basu, uno studente di dottorato presso il laboratorio del professor Arghy Paul (BioIntel Research Group) presso l’Università del Kansas a Lawrence, sta lavorando sull’utilizzo del DNA come catena polimerica ad alto peso molecolare. Lo scopo è quello di formare reti di idrogel per la rigenerazione dei tessuti e applicazioni per la somministrazione di farmaci. Hanno progettato idrogel che assottigliano il taglio e che possono essere fatti passare attraverso una siringa calibro 22 sfruttando la struttura chimica nativa del DNA e le sue specifiche interazioni di accoppiamento di basi.

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Le vignette di Ben Garrison

DNA e nanotecnologia: come stanno le cose?

“In qualità di laboratorio di ingegneria bio e nanomateriale, ci sforziamo costantemente di studiare le proprietà strutturali di vari polimeri e nanoparticelle per progettare materiali intelligenti per una varietà di applicazioni biomediche, inclusa la medicina rigenerativa”.

Questo è quanto afferma il dottor Arghya Paul. Una ricerca precedente del gruppo di ricerca BioIntel di Paul presso l’Università del Kansas; ha dimostrato l’uso di nanosilicati bidimensionali per produrre idrogel iniettabili (Acta Biomaterialia; “I secreti iniettabili ricchi di idrogel ispirati alle cellule staminali per riparare il tessuto cardiaco danneggiato“).

Nella loro recente ricerca (ACS Nano; “Sfruttare le interazioni della spina dorsale del DNA non covalente con nanodischi di silicato 2D per produrre idrogel terapeutici iniettabili“), il gruppo ha esplorato il potenziale del DNA per creare idrogel iniettabili autoassemblati mediante cross-linking fisico con nanodischi di silicato.

Ulteriori evoluzioni

Nel 2010, la Defense Advanced Research Projects Agency ha ammesso che queste tecnologie troverebbero molteplici applicazioni per “migliorare e modificare” geneticamente gli esseri umani. Peccato che spesso e volentieri superare il velame del bipolarismo scientoide sia uno scoglio non indifferente.

 

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L’Idrogel

L’idrogel di nanosilicato di DNA si forma unendo punti reticolari non covalenti senza la necessità di reticolanti chimici tossici. Il meccanismo di denaturazione e reibridazione del DNA, nonché le attraenti interazioni elettrostatiche dei nanosilicati con la spina dorsale del DNA, vengono utilizzati per generare una rete connessa in un processo di gelificazione in due fasi. Basu ha anche dimostrato il rilascio prolungato del desametasone.

Si tratta di un farmaco osteogenico modello da idrogel nanoingegnerizzati. Basu ha confermato la bioattività dei farmaci rilasciati in condizioni di laboratorio e pre-cliniche per promuovere la rigenerazione ossea.

Nanotecnologia in Medicina: gli sviluppi possibili dell’ingegneria nanometrica

la tecnologia dell’RNA ricombinante e del DNA porterà a cambiamenti genetici permanenti e sconosciuti nel corpo di una persona.

Il lavoro sugli animali è stato svolto in collaborazione con il professor Jinxi Wang, che dirige l’Harrington Laboratory for Molecular Orthopaedics presso l’Università del Kansas Medical Center. Il lavoro futuro del gruppo di ricerca si concentrerà sulla fattibilità di idrogel basati sul DNA; per altre applicazioni di rilascio di farmaci più potenti (piccole molecole, acidi nucleici, fattori di crescita) e di rilascio cellulare. Fornito dall’Università del Kansas come esclusiva Nanowerk.

Nanotecnologia applicazioni e Conclusioni generali

Centinaia di studi sulla nutrizione animale sottoposti a revisione paritaria hanno ripetutamente dimostrato che le piante geneticamente modificate possono essere utilizzate in sicurezza nei mangimi e che frammenti di rDNA non sono mai stati rilevati nei prodotti (ad esempio, latte, carne, uova) di animali che hanno consumato mangimi geneticamente modificati.

Dati i 15 anni di storia di utilizzo sicuro e la mancanza di prove scientifiche che suggeriscano che la modificazione genetica presenta rischi eccezionali, la sperimentazione di alimenti interi / mangimi vegetali GM dovrebbe essere riservata alle colture GM in cui il nuovo fenotipo solleva preoccupazioni fondate sulla sicurezza alimentare rimane senza risposta dopo tutte le altre analisi.

Il requisito indiscriminato di studi sulla nutrizione animale mirati e a lungo termine basati su un trigger basato su GM non è scientificamente valido e avrà un effetto inibitorio sullo sviluppo e la commercializzazione di colture alimentari GM potenzialmente benefiche in futuro.

La regolamentazione globale dell’ingegneria genetica si concentrava in modo sproporzionato solo sui potenziali rischi della tecnologia genetica e la commercializzazione delle colture GM aveva costi di conformità elevati, che ne rallentavano l’attuazione, specialmente nei paesi in via di sviluppo piccoli e poveri.

Fornito in parte dall’Università del Kansas come esclusiva Nanowerk.

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