Il fulcro di questa tecnologia risiede nelle nanostelle di DNA: strutture artificiali composte da DNA sintetico e dotate di quattro bracci. Tre di questi bracci sono stati modificati con sequenze "adesive" che ne consentono l'unione controllata con altre nanostelle. Il quarto braccio, invece, è stato funzionalizzato con un antigene, ossia il bersaglio molecolare riconosciuto in modo specifico da un anticorpo.

La formazione dei micro-compartimenti sferici dipende interamente dalla presenza dell'anticorpo corretto. Agendo come un "ponte" molecolare, l'anticorpo si lega agli antigeni di più nanostelle diverse, innescando il loro concatenamento e l'auto-organizzazione nella micro-struttura. È, quindi, l'anticorpo stesso a fungere da interruttore, programmando quando i compartimenti devono formarsi, sciogliersi o riassemblarsi. Questo permette ai ricercatori di esercitare un controllo preciso sul comportamento del sistema semplicemente variando il tipo o la quantità di anticorpo presente.

L'aspetto più rivoluzionario dello studio è la dimostrazione che DNA e anticorpi possono operare congiuntamente come elementi di costruzione. Essi permettono la creazione di micro-strutture dinamiche che replicano artificialmente la logica dei sistemi biologici: rispondere a un segnale molecolare specifico (l'anticorpo) creando ambienti regolati. Questo meccanismo di organizzazione interna è uno dei tratti più complessi e affascinanti da riprodurre al di fuori della cellula.

"Questa scoperta apre porte a possibilità entusiasmanti. La capacità dei micro-compartimenti di formarsi in risposta a molecole specifiche, per esempio, potrebbe essere utilizzata per rilevare marcatori biologici, permettendo nuovi strumenti diagnostici," afferma Erica Del Grosso, professoressa associata e ricercatrice principale presso il Dipartimento di Scienze e tecnologie chimiche dell’Università di Roma Tor Vergata.

Francesco Ricci, professore ordinario presso lo stesso Dipartimento, aggiunge: "I nostri micro-compartimenti ibridi anticorpo-DNA sono come un ponte tra biologia e tecnologia. Sono stabili, precisi e soprattutto programmabili, offrendo un modo per creare strutture artificiali simili a cellule e sostenere la ricerca di nuovi biomateriali avanzati."

Lorenzo Rovigatti, professore di fisica della materia teorica presso la Sapienza, conclude: "Dal punto di vista teorico siamo riusciti a sviluppare un modello che ha permesso di spiegare l’origine dei micro-compartimenti e di prevederne il comportamento, un passo importante verso lo sviluppo di applicazioni in ambito biomedico e della scienza dei materiali."

Questa ricerca, sostenuta da importanti enti come l'ERC, AIRC e MUR, getta le basi per la progettazione di futuri biomateriali altamente reattivi e dispositivi diagnostici avanzati.