Secondo uno studio recente, gli scienziati della Rice University hanno utilizzato queste “macchine” che usano le molecole per indurre segnali di onde di calcio intercellulari, aprendo la possibilità di trattamenti innovativi per disturbi cardiaci, digestivi e altro ancora. Le cellule comunicano tra loro attraverso segnali composti da molecole di calcio, per coordinare funzioni vitali come la contrazione muscolare, l’accensione dei neuroni e l’attivazione immunitaria. In passato, la progettazione dei farmaci si basava su forze chimiche di legame, ma questa nuova scoperta dimostra che è possibile utilizzare la forza meccanica generata da macchine molecolari attivate dalla luce. Le macchine molecolari ruotano quando vengono stimolate dalla luce, inducendo una risposta di segnalazione del calcio nelle cellule muscolari lisce. Questa tecnologia potrebbe consentire un controllo mirato e regolabile sulla funzione cardiaca, migliorando il trattamento delle aritmie. Inoltre, potrebbe essere utilizzata per attivare muscoli specifici senza l’uso di interventi chimici.
L’esperimento sul polpo
Un aspetto interessante dello studio è stato l’utilizzo di macchine molecolari per controllare l’intero organismo di un polipo d’acqua dolce. Questa è la prima volta che una macchina molecolare viene utilizzata per influenzare il funzionamento di un organismo vivente completo. La risposta cellulare è stata variabile in base all’intensità e al tipo di stimolazione meccanica. Le macchine molecolari che ruotavano in una direzione specifica hanno generato segnali di onde di calcio intercellulari, mentre velocità più basse o rotazioni multidirezionali non hanno avuto lo stesso effetto.
Ciò che rende le macchine molecolari così promettenti è la loro azione meccanica su scala molecolare. Ruotano a velocità incredibili e possono essere regolate in termini di durata e intensità dello stimolo luminoso, consentendo un preciso controllo spazio-temporale sulla comunicazione cellulare. Oltre alla progettazione di farmaci, potrebbero essere utilizzate per combattere batteri resistenti agli antibiotici, cellule tumorali e funghi patogeni. Gli scienziati stanno lavorando per sviluppare macchine molecolari con una migliore profondità di penetrazione.
