Uma nova ferramenta de detecção de câncer usa minúsculos circuitos feitos de DNA para identificar as células cancerosas pelas assinaturas moleculares em sua superfície.

Os pesquisadores da Universidade Duke criaram circuitos simples a partir de fitas de DNA sintético em interação que são dezenas de milhares de vezes mais finas do que um fio de cabelo humano.

Ao contrário dos circuitos de um computador, esses circuitos funcionam ligando-se ao exterior de uma célula e analisando-a em busca de proteínas encontradas em maior número em alguns tipos de células do que em outros. Se um circuito encontra seus alvos, ele rotula a célula com uma pequena etiqueta iluminada.

Como os dispositivos distinguem os tipos de células com maior especificidade do que os métodos anteriores, os pesquisadores esperam que seu trabalho possa melhorar o diagnóstico, e dar um melhor objetivo às terapias contra o câncer.

Uma equipe liderada pelo cientista da computação John Reif e seu ex-Ph.D. o estudante Tianqi Song descreveu sua abordagem em uma edição recente da Jornal da American Chemical Society .

Técnicas semelhantes foram usadas anteriormente para detectar câncer, mas eles estão mais sujeitos a alarmes falsos - identificações erradas que ocorrem quando misturas de células apresentam uma ou mais das proteínas que um circuito de DNA foi projetado para rastrear, mas nenhum tipo de célula tem todos eles.

Para cada célula cancerosa que é detectada corretamente usando os métodos atuais, algumas fração das células saudáveis ​​também são rotuladas erroneamente como possivelmente cancerosas, quando não o são.

Cada tipo de célula cancerosa tem um conjunto característico de proteínas da membrana celular em sua superfície celular. Para reduzir os casos de identidade trocada, a equipe de Duke projetou um circuito de DNA que deve se ligar a essa combinação específica de proteínas na mesma célula para funcionar.

Como resultado, eles são muito menos propensos a sinalizar as células erradas, Disse Reif.

A tecnologia pode ser usada como uma ferramenta de triagem para ajudar a descartar o câncer, o que pode significar menos acompanhamentos desnecessários, ou para desenvolver tratamentos de câncer mais direcionados com menos efeitos colaterais.

Cada elemento básico de seu circuito de DNA consiste em duas fitas de DNA. A primeira fita de DNA dobra-se e emparelha-se parcialmente consigo mesma para formar uma forma de grampo de cabelo. Uma extremidade de cada grampo de cabelo é ligada a uma segunda fita de DNA que atua como um bloqueio e amarração, dobrar de forma a se ajustar a uma proteína específica da superfície da célula, como uma peça de quebra-cabeça. Juntas, essas duas fitas atuam para verificar se aquela proteína específica está presente na superfície da célula.

Para procurar câncer, os componentes do circuito são misturados às células de uma pessoa no laboratório. Se alguma célula estiver marcada com a combinação certa de proteínas, o circuito completo será anexado. Adicionar uma fita de DNA "iniciador" faz com que um dos grampos se abra, que, por sua vez, dispara outra em uma reação em cadeia até que o último grampo do circuito seja aberto e a célula acenda.

Testes do dispositivo em tubos de ensaio no laboratório de Reif mostraram que ele pode ser usado para detectar células de leucemia e distingui-las de outros tipos de câncer em questão de horas, apenas pela força de seu brilho.

Os dispositivos podem ser facilmente reconfigurados para detectar diferentes proteínas da superfície celular, substituindo os fios de amarração, dizem os pesquisadores. No futuro, Reif planeja os circuitos de DNA para liberar uma pequena molécula que alerta o sistema imunológico do corpo para atacar a célula cancerosa.

A tecnologia ainda não está pronta para o horário nobre. Os pesquisadores dizem que seus circuitos de DNA exigem testes em condições mais realistas para garantir que ainda sinalizem as células certas.

Mas é um passo promissor para garantir que os rastreios e terapias do câncer atinjam os culpados certos.