Um tipo emergente de material chamado estrutura metal-orgânica (MOF) pode ajudar a melhorar a entrega de material genético para o tratamento de doenças.
MOFs são materiais híbridos construídos a partir de íons metálicos ligados por moléculas orgânicas. Na biomedicina, eles têm sido usados ​​principalmente como veículos de entrega de produtos farmacêuticos de pequenas moléculas, mas agora uma equipe liderada por KAUST desenvolveu um sistema baseado em MOF para obter DNA através das membranas celulares nas células-alvo.

Os pesquisadores construíram seus MOFs usando uma coleção de ácidos nucleicos e blocos de construção de aminoácidos não naturais amarrados por átomos de zinco, montados em uma matriz semelhante a uma pirâmide. Eles carregaram os materiais resultantes com DNA de fita simples. As estruturas protegeram a carga genética da degradação enzimática e ajudaram a transportar o DNA de fita simples para dentro das células, onde acabou dentro do núcleo – o santuário interno da célula onde ocorre toda a atividade genética.

Um desafio crítico na terapia genética continua sendo a entrega segura e eficaz de materiais genéticos, e a maioria dos métodos em uso hoje são caros, ineficientes, imprecisos ou potencialmente tóxicos. O sistema de entrega desenvolvido pela KAUST pode oferecer um meio aprimorado de regular a expressão e a função gênica nas células das pessoas como forma de tratar câncer, hemofilia e muitos outros distúrbios genéticos.

"Essas estruturas biocompatíveis podem funcionar como plataformas estabilizadoras para material genético, especialmente para aplicações futuras em vacinação e medicina personalizada", diz o investigador principal Niveen M. Khashab da KAUST, que descreveu o sistema de materiais na revista JACS Au , junto com seus alunos Othman Alahmed e Walaa Baslyman e com o pós-doutorando Santanu Chand.

Os pesquisadores detalharam como um determinado ácido nucleico incluído em seus MOFs - uma molécula chamada adenina, uma das quatro bases químicas do DNA - emparelha-se com seu ácido nucleico parceiro no DNA de fita simples para promover o carregamento de cargas genéticas. Análises computacionais também demonstraram a importância das interações eletrostáticas no encapsulamento do DNA dentro de sua plataforma.

O material que funcionou melhor para inserir o DNA nos núcleos das células mostrou uma estrutura em forma de agulha com uma faixa de tamanho de cerca de 500 a 600 nanômetros. Isso é menor do que a menor célula humana, mas Khashab acredita que uma versão ainda mais minúscula pode funcionar melhor. Ela diz:"Estamos no estágio de preparação de partículas menores na região de nanoescala para garantir a internalização celular eficiente para estudos futuros em camundongos". Se for bem-sucedido, testes em humanos podem seguir. + Explorar mais

Uma plataforma de entrega para tecnologia de edição de genes