Avanços na nanotecnologia tornaram possível fabricar estruturas de DNA para uso em aplicações biomédicas, como administração de medicamentos ou criação de vacinas, mas novas pesquisas em camundongos investigam a segurança da tecnologia.
Usando uma técnica chamada DNA Origami (DO) - um processo que envolve dobrar fitas complementares de DNA em duplas hélices repetidas vezes - os cientistas podem construir uma variedade de pequenos dispositivos com formas complexas que podem ser injetados no corpo para fornecer medicamentos ou realizar outras tarefas. Mas como essa tecnologia ainda é relativamente nova, os cientistas estão divididos sobre se as nanoestruturas podem causar respostas imunes perigosas ou ser tóxicas de outras maneiras nos sistemas animais.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Ohio State University deu um passo inicial para responder a essa pergunta. O estudo, publicado na revista Small , descobriram que, embora grandes quantidades desses dispositivos de DNA possam causar uma leve resposta imune, não é marcado o suficiente para ser perigoso. Suas descobertas também sugerem que diferentes formas podem ser mais propícias a diferentes aplicações terapêuticas.

“O DNA é inacreditável em termos de construção e como pode ser manipulado e projetado para formar nano-robôs de maneira muito coordenada”, disse Christopher Lucas, principal autor do estudo e pesquisador em engenharia mecânica e aeroespacial da Ohio State. . “Acreditamos que esta tecnologia, que tem um potencial incrível, pode ser usada para diagnosticar, tratar e prevenir doenças”.

Para testar se isso pode ser feito com segurança, a equipe de Lucas usou camundongos para comparar a biodistribuição e a toxicidade de duas nanoestruturas distintas:um triângulo 2D plano de camada única chamado "Tri" e uma estrutura 3D em forma de bastão que recebeu o apelido de " Cavalo." Durante um período de 10 dias, cerca de 60 camundongos fêmeas receberam continuamente injeções IV de ambas as estruturas de DO. Mas para realmente testar a segurança, os pesquisadores dosaram repetidamente os camundongos em uma concentração 10 vezes maior do que em estudos anteriores.

Os pesquisadores viram que Tri e Horse criaram respostas inflamatórias dependentes da forma, mas como a resposta diminuiu com o tempo, eles mostraram que a reação imune era relativamente inofensiva a longo prazo. "Foi uma resposta imunológica modesta, mas não foi tóxica para os animais", disse Lucas. "Entender isso foi realmente fundamental à medida que avançamos em direção ao desenvolvimento pré-clínico e preparamos a tecnologia para aplicações de entrega de medicamentos".

Quando o experimento foi concluído, a equipe também coletou e fotografou todos os principais órgãos, sangue e urina dos camundongos para rastrear a distribuição final do dispositivo por todo o corpo. Os resultados mostraram que ambos os tipos de nanoestruturas foram internalizados por uma variedade de células imunes, mas a quantidade de DO ainda deixada para trás diferiu devido às suas concentrações originais e por quanto tempo elas permearam o corpo. Por serem biocompatíveis, as nanoestruturas também limpam o corpo de forma relativamente rápida, disse Lucas. E isso é uma coisa boa, especialmente se os cientistas quiserem garantir que esses dispositivos possam ser usados ​​para atingir apenas células doentes.

Mas é difícil prever os desafios que outros tipos de nanoestruturas podem enfrentar dentro de um corpo humano ou animal.

“Uma vez que você coloca as coisas em um sistema biológico, há tanta variabilidade a ser considerada”, disse o coautor do estudo Carlos Castro, professor de engenharia mecânica e aeroespacial.

Quanto ao que vem a seguir, já que eles mostraram que a tecnologia não é tóxica para camundongos, a equipe quer começar a carregar os dispositivos com medicamentos quimioterápicos e começar a aprender como usar os dispositivos para atingir efetivamente as células cancerígenas em animais. "Estamos apenas arranhando a superfície", disse Castro. "Estamos revelando um novo conjunto de questões interessantes que podemos aprofundar." + Explorar mais

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