p (Phys.org) - Pesquisadores do Instituto de Ciências Agrárias e Alimentares da Universidade da Flórida pegaram o que alguns considerariam lixo e criaram uma ferramenta científica notável, um que poderia um dia ajudar a corrigir distúrbios genéticos ou tratar o câncer sem os efeitos colaterais desagradáveis ​​da quimioterapia. p Wilfred Vermerris, professor associado do departamento de microbiologia e ciências celulares da UF, e Elena Ten, um associado de pesquisa de pós-doutorado, criou a partir de resíduos de plantas um novo nanotubo, um que é muito mais flexível do que os nanotubos de carbono rígidos usados ​​atualmente. Os pesquisadores dizem que os nanotubos de lignina - cerca de 500 vezes menores do que um cílio humano - podem entregar DNA diretamente no núcleo de células humanas em cultura de tecidos, onde este DNA poderia então corrigir as condições genéticas. Experimentos com injeção de DNA estão sendo feitos com nanotubos de carbono, também.

p "Esse foi um resultado surpreendente, "Vermerris disse." Se você puder fazer isso em seres humanos reais, poderá consertar genes defeituosos que causam sintomas de doenças e substituí-los por DNA funcional fornecido com esses nanotubos.

p O nanotubo é feito de lignina de material vegetal obtido de uma instalação piloto de biocombustível UF em Perry, Fla. A lignina é parte integrante das paredes celulares secundárias das plantas e permite o movimento da água das raízes para as folhas, mas não é usado para fazer biocombustíveis e, de outra forma, seria queimado para gerar calor ou eletricidade na usina de biocombustíveis. Os nanotubos de lignina podem ser feitos de uma variedade de resíduos de plantas, incluindo sorgo, álamo, Pinheiro-bravo e cana-de-açúcar.

p Os pesquisadores primeiro testaram para ver se os nanotubos eram tóxicos para as células humanas e ficaram surpresos ao descobrir que eles eram menos tóxicos do que os nanotubos de carbono. Assim, eles poderiam administrar uma dose mais elevada de medicamento ao tecido celular humano. Em seguida, eles pesquisaram se os nanotubos poderiam entregar DNA de plasmídeo às mesmas células e isso foi bem-sucedido, também. Um plasmídeo é uma pequena molécula de DNA fisicamente separada de, e pode replicar independentemente de, DNA cromossômico dentro de uma célula.

p "Não é um caminho muito fácil porque tivemos que tentar diferentes experimentos para confirmar os resultados, "Dez disse." Mas foi muito frutífero. "

p Em casos de doenças genéticas, o nanotubo seria carregado com uma cópia funcional de um gene, e injetado no corpo, onde teria como alvo o tecido afetado, que então produz a proteína ausente e corrige o distúrbio genético.

p Embora Vermerris tenha alertado que o tratamento em humanos ainda vai demorar muitos anos, entre as condições que esses nanotubos portadores de genes poderiam corrigir incluem a fibrose cística e a distrofia muscular. Mas, ele adicionou, que os pacientes teriam que tomar o DNA corretivo por meio de nanotubos em uma base contínua.

p Outra aplicação em consideração é o uso de nanotubos de lignina para a entrega de drogas quimioterápicas em pacientes com câncer. Os nanotubos garantiriam que os medicamentos só chegassem ao tumor, sem afetar os tecidos saudáveis.

p Vermerris disse que eles criaram diferentes tipos de nanotubos, dependendo do experimento. Eles também podem adaptar os nanotubos às necessidades específicas do paciente, um processo denominado personalização.

p "Você pode pensar nisso como uma cômoda e, dependendo da aplicação, você abre uma gaveta ou usa materiais de uma gaveta diferente para fazer as coisas certas para sua aplicação específica, "disse ele." Não é muito difícil fazer a customização. "

p A próxima etapa no processo de pesquisa é Vermerris e Ten começarem experimentos em camundongos. Eles estão em processo de inscrição para esses experimentos, que levaria vários anos para ser concluído. Se forem bem sucedidos, licenças precisariam ser obtidas para que seus colegas da faculdade de medicina conduzissem pesquisas em pacientes humanos, com Vermerris e Ten fornecendo os nanotubos para essa pesquisa.

p "Estamos muito longe desse ponto, "Vermerris disse." Essa é a trajetória otimista de longo prazo. "

p O trabalho é uma colaboração com colegas da Faculdade de Engenharia da UF e da Faculdade de Medicina, incluindo os médicos Arun Srivastava, Chen Ling e Amelia Dempere. Foi financiado, em parte, por um subsídio de US $ 5,4 milhões do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, junto com o apoio da UF / IFAS, Serviço de Saúde Pública, os Institutos Nacionais de Saúde, a Children's Miracle Network, Prêmio Projeto Trainee Piloto do Instituto de Ciências Clínicas e Translacionais da UF, Fundação Alex's Lemonade Stand para o Câncer Infantil e Programa de Pesquisa do Câncer Bankhead-Colely.

p Um artigo sobre suas descobertas foi publicado em fevereiro na revista. Biomacromoléculas .