Uma descoberta promissora para a terapia avançada do câncer revela que a eficiência da entrega de drogas em nanoestruturas de DNA depende de suas formas, dizem pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Missouri e da Universidade de Kansas em um artigo científico publicado hoje.

"Pela primeira vez, um sistema de imagem de células vivas com lapso de tempo foi usado para observar a absorção e a liberação controlada da droga doxorrubicina (DOX) em células vivas de câncer de mama, "diz o Dr. Risheng Wang, professor assistente de química no Missouri S&T.

Wang e seus colegas embalaram a droga em três diferentes "origami" de DNA - "as formas que criamos deliberadamente ao montar fitas de moléculas de DNA em estruturas-alvo, " ela diz.

Wang é o investigador principal e autor do estudo, "Imagem de células vivas com lapso de tempo para monitorar a liberação de doxorrubicina a partir de nanoestruturas de origami de DNA, "publicado pela Royal Society of Chemistry em 21 de março, 2018, Journal of Materials Chemistry B, e destaque na capa desta edição.

"As formas são importantes, "diz Wang." A otimização da forma e do tamanho das nanoestruturas de DNA automontadas carregadas com drogas anticâncer pode permitir que transportem uma quantidade maior das drogas, tornando-os mais eficazes. "

Embora o DOX seja um dos medicamentos citotóxicos mais eficazes e amplamente usados ​​na quimioterapia, seus atuais modos de entrega sintética apresentam desafios, incluindo resistência a drogas por células cancerosas, falta de entrega seletiva para as células certas e efeitos colaterais adversos, os autores escrevem.

Para superar esses desafios, novos materiais, como DNA auto-montado, estão sendo explorados para melhorar a entrega do DOX e reduzir os efeitos colaterais.

"Nós desenvolvemos um novo transportador de entrega de drogas contra o câncer a partir de nanoestruturas de DNA não tóxicas que prevê melhorias terapêuticas, ", diz Wang." Essas nanoestruturas de DNA auto-organizadas poderiam servir como uma 'capa de invisibilidade' para infiltrar drogas nas células cancerosas sem serem detectadas e bombeadas para fora por células que já criaram resistência aos medicamentos. Comparado com materiais sintéticos para entrega de drogas, As nanoestruturas de DNA são biodegradáveis ​​e biocompatíveis, e seu tamanho, forma e rigidez podem ser facilmente manipuladas, quais são os recursos de que os nanocarriers precisam. "

Para testar seu origami de DNA auto-montado, os pesquisadores usaram imagem de célula única de longo prazo, uma técnica avançada que fornece um perfil dinâmico de interação molecular. Em um período de 72 horas, eles observaram a eficiência da entrega de drogas nas células vivas de câncer de mama MDA-MB-231 a partir de três formas de nanoestrutura de DNA:uma cruz bidimensional flexível (2-D), um retângulo flexível bidimensional (2-D) e um triângulo rígido tridimensional (3-D).

"Nossos resultados mostram claramente que a eficiência da entrega de drogas depende da forma das nanoestruturas de DNA, "Wang diz." Aprendemos que o triângulo de origami de DNA 3-D rígido transportava mais DOX nos núcleos das células do câncer de mama em comparação com as estruturas de DNA 2-D flexíveis.

"Este estudo não apenas fornece orientação para o projeto de transportadores de entrega de drogas baseados em DNA eficientes, mas também ilumina o desenvolvimento de sistemas seguros, bioferramentas multifuncionais para a próxima geração de diagnóstico e tratamento de doenças, "diz Wang." Com a modificação adequada, este sistema também pode ser adequado para a entrega de sistemas não medicamentosos, tais como bioprobes para imagens e pequenas moléculas de RNA de interferência (siRNA) para terapia genética. "