Uma interação complexa de componentes moleculares governa quase todos os aspectos das ciências biológicas - o desenvolvimento do organismo saudável, progressão da doença, e a eficácia da droga depende da maneira como as moléculas da vida interagem no corpo. Compreender essas interações biomoleculares é fundamental para a descoberta de novos, terapêuticas e diagnósticos mais eficazes para tratar o câncer e outras doenças, mas atualmente exige que os cientistas tenham acesso a equipamentos de laboratório caros e elaborados.
Agora, uma nova abordagem desenvolvida por pesquisadores do Instituto Wyss de Engenharia Inspirada na Biologia, O Boston Children's Hospital e a Harvard Medical School prometem uma maneira muito mais rápida e acessível de examinar o comportamento biomolecular, abrindo a porta para cientistas em praticamente qualquer laboratório em todo o mundo se juntarem à busca pela criação de medicamentos melhores. Os resultados foram publicados na edição de fevereiro da Métodos da Natureza .
"Análise de interação biomolecular, uma pedra angular da pesquisa biomédica, é tradicionalmente realizado com equipamentos que podem custar centenas de milhares de dólares, "disse Wyss Associate Faculty membro Wesley P. Wong, Ph.D., autor sênior do estudo. "Em vez de desenvolver um novo instrumento, criamos uma ferramenta em nanoescala feita de fitas de DNA que podem detectar e relatar como as moléculas se comportam, permitindo que medições biológicas sejam feitas por quase qualquer pessoa, usando apenas reagentes de laboratório comuns e baratos. "
Wong, que também é Professor Assistente na Harvard Medical School nos Departamentos de Química Biológica e Farmacologia Molecular e Pediatria e Investigador do Programa de Medicina Celular e Molecular do Hospital Infantil de Boston, chama as novas ferramentas de DNA de "nanointerruptores".
Nanointerruptores compreendem fitas de DNA nas quais moléculas de interesse podem ser estrategicamente anexadas em vários locais ao longo da fita. Interações entre essas moléculas, como a ligação bem-sucedida de um composto de droga com seu alvo pretendido, como um receptor de proteína em uma célula cancerosa, fazer com que a forma da fita de DNA mude de uma forma aberta e linear para um loop fechado. Wong e sua equipe podem facilmente separar e medir a proporção de nanointerruptores de DNA aberto em comparação com suas contrapartes fechadas por meio de eletroforese em gel, um procedimento de laboratório simples já em uso na maioria dos laboratórios, que usa correntes elétricas para empurrar os filamentos de DNA através de pequenos poros em um gel, classificando-os com base em sua forma
"Nossos nanointerruptores de DNA reduzem drasticamente as barreiras para fazer medições tradicionalmente complexas, "disse o co-primeiro autor Ken Halvorsen, ex-integrante do Wyss Institute e atualmente é cientista do RNA Institute da University of Albany. "Todos esses suprimentos estão comumente disponíveis e os experimentos podem ser realizados por centavos por amostra, o que é uma comparação impressionante com o custo do equipamento convencional usado para testar interações biomoleculares. "
Para encorajar a adoção deste método, Wong e sua equipe estão oferecendo materiais gratuitos para colegas que gostariam de tentar usar seus nanointerruptores de DNA.
"Nós não apenas criamos kits iniciais, mas esboçamos um protocolo passo a passo para permitir que outros implementem imediatamente este método para pesquisa em seus próprios laboratórios, ou salas de aula ", disse o co-primeiro autor Mounir Koussa, um Ph.D. candidato em neurobiologia pela Harvard Medical School.
"Wesley e sua equipe estão empenhados em causar um impacto na forma como a pesquisa bio-molecular é feita em um nível fundamental, como é evidenciado por seus esforços para tornar essa tecnologia acessível a laboratórios em todos os lugares, "disse o Diretor Fundador do Wyss Institute, Donald Ingber, M.D., Ph.D., que também é Judah Folkman Professor de Biologia Vascular no Boston Children's Hospital e Harvard Medical School e Professor de Bioengenharia em Harvard SEAS. "Pesquisadores biomédicos em todo o mundo podem começar a usar este novo método imediatamente para investigar como os compostos biológicos interagem com seus alvos, usando suprimentos comumente disponíveis a um custo muito baixo. "
