Pela primeira vez, foi feito um composto sintético que pode se ligar ao DNA nas potências de energia das células, suprimindo um gene associado a doenças nervosas e musculares.

Poliamidas pirrol-imidazol (PIPs) são compostos que podem ler sequências de DNA específicas dentro de células vivas e silenciar genes causadores de doenças. Eles previnem proteínas, chamados fatores de transcrição, da ligação a partes específicas da fita de DNA, suprimindo assim a transcrição de DNA em RNA.

A maior parte do DNA é encontrada no núcleo. Mas mitocôndrias, as potências da célula, também hospedam uma pequena quantidade de DNA. PIPs são capazes de cruzar a membrana nuclear para se ligar ao DNA nuclear, mas são incapazes de cruzar a membrana mitocondrial.

Um time, liderado por Ganesh Pandian Namasivayam, do Instituto de Ciência Integrada de Material Celular da Universidade de Kyoto (iCeMS) conseguiu redirecionar o PIP para cruzar a membrana mitocondrial para que possa acessar seu DNA e alterar a transcrição do gene.

Eles alcançaram esse feito complexo complementando o PIP com um 'peptídeo de penetração na mitocôndria' (MPP), que é capaz de superar a barreira de energia da mitocôndria. O PIP conjugado com MPP denominado MITO-PIP foi projetado para bloquear um sítio de ligação específico para o fator de transcrição mitocondrial A (TFAM). TFAM é essencial para governar o metabolismo mitocondrial e a síntese de energia, desempenhando um papel na transcrição de um gene chamado ND6, disse Takuya Hidaka, o primeiro autor do estudo.

A equipe descobriu que um MITO-PIP inibidor de TFAM leu seletivamente uma sequência de DNA mitocondrial e causou uma redução de 60% a 90% na expressão de ND6, dependendo da concentração usada. A equipe então rotulou os MITO-PIPs com uma molécula que fica fluorescente quando exposta à luz e, usando microscópios especiais, confirmaram que se localizavam dentro da mitocôndria sem estarem presentes nos núcleos das células tratadas.

ND6 está associado a vários distúrbios mitocondriais, incluindo neuropatia óptica hereditária de Leber, o que causa perda da visão central, miopatia mitocondrial, fraqueza muscular, convulsões e dificuldades de aprendizagem. Portanto, o controle químico sobre esses genes associados a doenças tem potencial clínico na terapia gênica mitocondrial. "Pretendemos desenvolver uma versão avançada do MITO-PIPs que pode identificar e localizar apenas dentro das mitocôndrias doentes, "diz Ganesh.

"Nosso estudo de prova de conceito fornece uma nova plataforma que abre novos caminhos para ligantes funcionais baseados em DNA que são capazes de alterar o genoma mitocondrial de uma maneira específica para a sequência, "conclui o investigador principal Hiroshi Sugiyama. O estudo foi publicado no Jornal da American Chemical Society .