p Uma equipe de químicos do College of Arts and Scientists de SU usou um polímero sensível à temperatura para regular as interações do DNA em um sistema de montagem mediado por DNA e em um sistema de entrega de drogas codificado por DNA. p Suas descobertas, liderado pelo Professor Associado Mathew M. Maye e os alunos de pós-graduação Kristen Hamner e Colleen Alexander, pode melhorar a forma como os nanomateriais se montam em dispositivos funcionais e como as drogas anticâncer, incluindo doxorrubicina, são entregues no corpo. Mais informações estão disponíveis em um artigo de 30 de julho em ACS Nano , publicado pela American Chemical Society.

p Uma área da nanociência que conecta uma variedade de campos, incluindo óptica, detecção química e administração e tratamento de drogas - é a automontagem de nanopartículas. Durante a automontagem, a química ligada à interface das nanopartículas conduz uma reação. Como resultado, partículas se juntam para formar um sólido, um chai ou um pequeno aglomerado semelhante a uma molécula.

p Maye e outros descobriram recentemente como usar ligações de DNA para criar uma série de estruturas. As reações são rápidas e estáveis, ele diz, mas também pode ser problemático.

p "Por exemplo, queremos saber como ligar e desligar uma reação, sem mudanças tediosas no procedimento, "diz Maye." Temos resolvido este problema fornecendo um gatilho térmico na forma de um polímero inteligente, que muda sua estrutura no nível nano. "

p Um polímero inteligente é uma molécula grande, feito de muitas unidades atômicas, que muda a estrutura quando exposto a estímulos externos, como luz, acidez ou temperatura.

p Maye e seus colegas sintetizaram um polímero de designer que não reage apenas à temperatura, mas também pode ser montado em uma nanopartícula de ouro. A novidade dessa abordagem, ele diz, é que a nanopartícula possui segmentos curtos de DNA de fita simples.

p "Esta funcionalidade polivalente e o componente 'inteligente' adicionado são indicativos de onde a nanociência está indo, "diz Maye." Queremos que os nanomateriais realizem muitas tarefas ao mesmo tempo, e queremos ser capazes de ligar e desligar suas interações remotamente. "

p A equipe de Maye, Portanto, projetou um sistema no qual uma alta temperatura (por exemplo, 50 graus Celsius) faz com que os fios de polímero encolham, assim, expondo e tornando-os operacionais, e uma baixa temperatura faz com que eles se estendam, bloqueando suas propriedades de reconhecimento de DNA.

p Maye diz isso, em um teste, a auto-montagem entre as nanopartículas de DNA complementar ocorreu apenas em alta temperatura. Em um segundo estudo, sua equipe descobriu que o calor desencadeou a liberação de doxorrubicina na casca do DNA do nanocarreador codificado.

p Recentemente inventado por Maye e seus colegas SU, o nanocarreador ostenta um aumento de seis vezes na toxicidade, em comparação com os usados ​​em estudos anteriores.

p "A novidade dessa abordagem é que as ligações entre as partículas são dinâmicas e reconfiguráveis, "Maye diz." Tal reconfiguração pode levar a sólidos inteligentes e metamateriais que reagem a estímulos ambientais, quase da mesma forma que os polímeros inteligentes reagem em massa. "

p Maye e sua equipe também empregaram uma série de técnicas avançadas para entender melhor os mecanismos de seu sistema, incluindo espalhamento de luz dinâmico e espalhamento de raios-X de pequeno ângulo.

p "Ser capaz de controlar a montagem das nanopartículas com a temperatura nos permite ajustar suas reações e formar estruturas mais previsíveis. Também nos dá um sistema mais aprimorado para escalar a montagem, " ele diz.

p Maye continua explicando que, para nanopartículas codificadas por DNA, essas classes de partículas são uma excelente plataforma para a entrega de drogas:"Quando combinadas com polímeros termossensíveis, como os do nosso sistema, eles podem se tornar muito lucrativos. "