Un procesador molecular es un procesador que se basa en una plataforma molecular [1] [2] en lugar de en un semiconductor inorgánico en formato de circuito integrado .
Los procesadores moleculares están en su infancia y actualmente sólo existen unos pocos. En la actualidad, un procesador molecular básico es cualquier sistema biológico o químico que utiliza una plantilla de ADN complementario (ADNc) para formar una molécula de aminoácidos de cadena larga . Un factor clave que diferencia a los procesadores moleculares es "la capacidad de controlar la producción" de la concentración de proteínas o péptidos en función del tiempo. La simple formación de una molécula se convierte en tarea de una reacción química, un biorreactor u otra tecnología de polimerización. Los procesadores moleculares actuales aprovechan los procesos celulares para producir proteínas y péptidos basados en aminoácidos. La formación de un procesador molecular actualmente implica la integración de ADNc en el genoma y no debe replicarse y reinsertarse, ni definirse como un virus después de la inserción. Los procesadores moleculares actuales son incompetentes para la replicación, no son transmisibles y no pueden transmitirse de célula a célula, de animal a animal o de humano a humano. Todos deben tener un método para terminar si se implantan. La metodología más eficaz para la inserción de ADNc (plantilla con mecanismo de control) utiliza la tecnología de la cápside para insertar una carga útil en el genoma. Un procesador molecular viable es aquel que domina la función celular mediante la reorganización o reasignación de tareas, pero no elimina la célula. Producirá proteínas de forma continua o las producirá según demanda y tendrá un método para regular la dosis si se lo califica como procesador molecular de "administración de fármacos". Las posibles aplicaciones van desde la regulación positiva del CFTR funcional en la fibrosis quística y la hemoglobina en la anemia de células falciformes hasta la angiogénesis en la estenosis cardiovascular para explicar la deficiencia de proteínas (utilizada en terapia génica).
Se describe en parte un vector insertado para formar un procesador molecular. El objetivo era promover la angiogénesis, la formación de vasos sanguíneos y mejorar la cardiovasculatura. El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) [3] y el ADNc de la proteína fluorescente verde mejorada (EGFP) se ligaron a cada lado de un sitio de reentrada ribosómica interna (IRES) para producir la producción en línea de las proteínas VEGF y EGFP. Después de la inserción y cuantificación in vitro [4] de las unidades integradoras (UI), las células modificadas producen un marcador bioluminiscente y un factor de crecimiento quimiotáctico. En este caso, se utiliza una mayor fluorescencia de EGFP para mostrar la producción de VEGF en células individuales con procesadores moleculares activos. La producción fue de naturaleza exponencial y se reguló mediante el uso de un promotor integrador, el número de células, el número de unidades integradas (UI) de procesadores moleculares y/o el número de células. La medida de la eficacia de los procesadores moleculares se realizó mediante FC/FACS para medir indirectamente el VEGF a través de la intensidad de la fluorescencia. La prueba del procesamiento molecular funcional se cuantificó mediante ELISA para demostrar el efecto del VEGF a través de modelos quimiotácticos y de angiogénesis. El resultado implicó el ensamblaje y la coordinación dirigidos de células endoteliales para la formación de túbulos [5] mediante células modificadas genéticamente en células endoteliales. La investigación continúa demostrando la implantación y la dosificación del VEGF para promover la revascularización, lo que valida los mecanismos de control del procesador molecular. [6]