Um dia, os médicos poderão criar planos de tratamento médico personalizados com base no DNA do paciente, identificar a raiz da doença de um paciente e garantir que o tratamento não causará uma reação alérgica fatal. Graças ao professor Amit Meller do Technion, a fantasia está um passo mais perto de ser uma realidade

A chave para trazer este medicamento revolucionário baseado em DNA é a decodificação rápida e precisa do genoma de um paciente. Um genoma é a sequência única de moléculas especiais ao longo de uma cadeia de DNA que informa ao mecanismo da célula quais proteínas produzir, e quando. Essas moléculas cruciais do genoma são chamadas de "nucleobases, "e são conhecidos como adenina, timina, citosina, e guanina (ou A, T, C, e G, como diminutivo). O Prof. Meller e sua equipe desenvolveram uma maneira de registrar os As, Ts, Cs, e Gs no DNA de uma pessoa, forçando uma molécula de DNA a deslizar por um pequeno orifício - chamado de "nanopore" - em um minúsculo chip de silício do tamanho da cabeça de um prego.
(Quão pequeno é um nanoporo? Ele mede entre 2 e 5 nanômetros, ou bilionésimos de um metro, em diâmetro. Em comparação, um cabelo humano mede 100 micrômetros, ou milionésimos de metro, em diâmetro.)

Os cientistas começam mergulhando as moléculas de DNA em uma combinação de água e moléculas de sal eletricamente carregadas. À medida que a água salgada flui através do nanopore, ele cria uma corrente elétrica. Quando uma molécula de DNA passa pelo poro, Contudo, a corrente é interrompida. E, a quantidade de interrupção atual depende de qual A, T, C, ou G está no poro.

Portanto, para ler a sequência de nucleobases, um cientista simplesmente precisa descobrir o quanto cada base interrompe a corrente elétrica. Com essa informação, ele podia ler a sequência de bases de DNA simplesmente registrando a sequência de interrupções elétricas à medida que uma molécula de DNA passava. Há um problema, no entanto. "Para fazer isso, cada base deve permanecer no poro o tempo suficiente para deixar bem claro a quantidade de corrente que ela bloqueia, para que se possa identificar corretamente a nucleobase, "diz o Prof. Meller.

Mas o DNA geralmente se move rápido demais pelos nanoporos para que Meller e sua equipe possam decodificá-lo. Para desacelerar o DNA, eles lançaram um laser verde - não mais forte do que os ponteiros laser usados ​​em salas de aula - no poro, o que lhe deu uma carga elétrica negativa. O nanopore então atraiu os átomos de potássio carregados positivamente na água salgada. Esses átomos, junto com um pouco da água, moveu-se em direção ao poro, criando um fluxo que bloqueou o movimento do DNA. "Então, que cria uma força de arrasto no DNA, desacelerando para que cada local de base no nanopore por mais tempo, "diz o Prof. Meller.

Este método de leitura de sequências de DNA ainda está em desenvolvimento em laboratório. Mas Meller prevê um futuro no qual o chip nanopore poderia ser integrado a um dispositivo portátil - do tamanho de um smartphone - que poderia ser levado diretamente ao paciente.

A equipe de pesquisa do Technion colaborou com colegas da Universidade de Boston neste projeto. Os resultados da equipe foram publicados na edição online de 3 de novembro de Nature Nanotechnology .