Uma célula viva é construída com barreiras para manter as coisas do lado de fora - e os pesquisadores estão constantemente tentando encontrar maneiras de contrabandear moléculas. Professor Giovanni Maglia (Bioquímica, Biologia Molecular e Estrutural, KU Leuven) e sua equipe desenvolveram um nanoporo biológico que atua como uma porta giratória seletiva através da membrana lipídica de uma célula. O nanopore pode ser potencialmente usado em terapia genética e entrega de drogas direcionadas.

Todas as células vivas são envolvidas por uma membrana lipídica que separa o interior da célula do ambiente externo. O influxo de moléculas através da membrana celular é rigidamente regulado por proteínas de membrana que atuam como portas específicas para o tráfego de íons e nutrientes. As proteínas da membrana também podem ser usadas pelas células como armas. Essas proteínas atacam uma célula fazendo buracos - nanoporos - nas membranas celulares "inimigas". Íons e moléculas vazam dos orifícios, eventualmente causando morte celular.

Os pesquisadores agora estão tentando usar nanoporos para contrabandear DNA ou proteínas através das membranas. Uma vez dentro de uma célula, a molécula de DNA pode reprogramar a célula para uma ação particular. O professor Maglia explica:"Agora somos capazes de criar nanoporos biológicos, mas a parte difícil é controlar com precisão a passagem das moléculas pelas portas dos nanoporos. Não queremos que o nanopore deixe tudo entrar. Em vez disso, queremos limitar a entrada de informações genéticas específicas em células específicas. "

porta giratória

O professor Maglia e sua equipe tiveram sucesso na engenharia de um nanoporo que funciona como uma porta giratória para as moléculas de DNA. "Introduzimos uma porta giratória seletiva de DNA no topo do nanopore. Chaves de DNA específicas em solução hibridizam-se com a porta de DNA e são transportadas através do nanopore. Uma segunda chave de DNA do outro lado do nanopore libera a informação genética desejada. A novo ciclo pode então começar com outro pedaço de DNA - desde que tenha a chave correta. o nanopore atua simultaneamente como um filtro e uma correia transportadora. "

"Em outras palavras, projetamos um sistema de transporte seletivo que pode ser usado no futuro para entregar medicamentos na célula. Isso pode ser de uso particular na terapia genética, que envolve a introdução de material genético em células degeneradas, a fim de desativá-las ou reprogramá-las. Também pode ser usado na distribuição de medicamentos direcionados, que envolve a administração de medicamentos diretamente na célula. As possibilidades são promissoras. "

As descobertas dos pesquisadores foram publicadas em uma edição recente da Nature Communications .