Stampare i peptidi
Queste molecole, costituite tipicamente da lunghissime catene di peptidi (basati a loro volta su combinazioni di amminoacidi), integrate in complesse strutture tridimensionali (3D), rappresentano composti organici che si rivelano fondamentali praticamente per tutte le funzioni biologiche. Il ricorso ai peptidi nell'ambito dell'analisi della struttura e delle funzioni proteiche, nonché per scopi terapeutici, diventa una pratica sempre più diffusa. La chimica combinatoriale è incentrata sulla sintesi di composti chimici, che rappresentano delle vere e proprie librerie formate da numerose molecole, e sullo studio di queste sostanze teso alla ricerca di candidati con qualità specifiche. L'obiettivo del progetto Peplaser ("Combinatorial synthesis of peptide arrays with a laser printer"), finanziato dall'UE, consisteva in un drastico aumento del numero di peptidi sintetizzati all'interno di piccoli dispositivi ai fini di un'analisi ad alte prestazioni. I ricercatori hanno adottato un metodo basato sulle particelle di amminoacidi per la sintesi combinatoriale di complesse serie di peptidi. Partendo dal presupposto che le particelle solide di amminoacidi contengono componenti chimici attivati o derivati di amminoacidi, gli sperimentatori hanno creato un sistema in grado di inviare le particelle a una stampante laser a colori modificata in grado di produrre derivati di amminoacidi. In tale scenario, cicli ripetuti di stampa e "fusione" conducevano alla creazione di vere e proprie serie di peptidi. Questa tecnologia, basata su una combinazione tra bioinformatica e strumenti di lettura, ha consentito ai ricercatori di creare macchinari piccoli ma robusti. Ad esempio, la stampante laser per peptidi consentiva di sintetizzare in modo affidabile 275 000 peptidi di alta qualità in una piccola area quadrata delle dimensioni di 20 cm x 20 cm. Il costo stimato dell'operazione per ciascun peptide era 1 000 volte inferiore rispetto ai prezzi di mercato. Inoltre, nel corso del progetto, gli scienziati sono stati in grado di aumentare la capacità di sintesi del dispositivo da 0,5 milioni di peptidi al mese a più di 10 milioni. La tecnologia Peplaser è stata impiegata per ricercare e analizzare peptidi antibiotici e per scovare una correlazione tra i modelli di peptidi e le prognosi di pazienti affetti da tumore. Un ulteriore impiego consisteva nella diagnosi di infezioni grazie alla presenza di anticorpi che andavano ad agire contro determinati batteri. Il lancio sul mercato della tecnologia è stato voluto da una piccola e media impresa (PMI) che ha collaborato al progetto in qualità di partner. I risultati dell'iniziativa potrebbero rivoluzionare il campo della proteomica, così come è accaduto per la genomica grazie alle tecnologie litografiche basate su array di oligonucleotidi ad alta densità. Analisi rapide, precise e altamente produttive, che ricordano i calcoli matematici computerizzati che hanno sostituito le operazioni manuali, aprono nuove strade alla risoluzione dei problemi che affliggono questo settore.
