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I punti quantici in biomedicina

I punti quantici (QD) idrosolubili stanno emergendo come importanti strumenti nelle applicazioni di bioimaging e rilevamento grazie alle loro caratteristiche fotofisiche. Un gruppo di scienziati europei sta cercando di coniugare i QD con le molecole biologiche per il rilascio nelle cellule.
I punti quantici in biomedicina
I QD sono nanoparticelle di semiconduttori composti da seleniuro di cadmio (Cd/Se) o tellururo di cadmio (Cd/Te), con un guscio di solfuro di zinco (ZnS). Le loro eccellenti proprietà spettroscopiche hanno spalancato nuove applicazioni dei QD nel settore biomedico. Qualsiasi miglioramento nelle proprietà di solubilità dei QD richiede però metodi chemoselettivi di bioconiugazione efficaci.

Sulla base di ciò il progetto QDS, finanziato dall'UE, mira a sviluppare metodologie per un'efficace funzionalizzazione dei QD con biomolecole complesse quali proteine e acidi nucleici. I ricercatori applicheranno semplici reazioni chemoselettive per permettere la modificazione covalente dei QD a pH neutro e concentrazioni sub-millimolari dei bersagli peptidici.

Utilizzando amminoacidi, poliproline e code idrofobe caricati positivamente, gli scienziati sperano di ottenere assorbimento cellulare ed escape endosomiale efficaci: le principali difficoltà nel rilascio delle nanoparticelle. Gli scienziati hanno utilizzato le reazioni di legame degli idrazoni, convalidate nelle coniugazioni peptide-peptide e peptide-colorante, per permettere la coniugazione covalente controllata dei QD con le biomolecole.

L'utilità di questo nuovo metodo di funzionalizzazione è stata dimostrata eseguendo saggi enzimatici di fotoluminescenza con tripsina o chimotripsina e il peptide legato sul QD. Si sta inoltre esplorando la reazione di Wittig come strumento di coniugazione dei peptidi al QD. Come proof-of-principle i ricercatori hanno eseguito una serie di coniugazioni sulla mioglobina di diversi peptidi o substrati.

Uno dei principali risultati del progetto è stato la scoperta che i QD coniugati con un particolare peptide sono in grado di penetrare rapidamente nelle cellule ed esserne rilasciati 48 ore dopo. Questa tecnologia potrebbe essere implementata per sviluppare e rilasciare nanoparticelle su specifici bersagli inattivati in cellule alterate.

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