Nova técnica de origami de DNA promete avanços na medicina
Resumo gráfico. Crédito:Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.4c03413 Uma nova técnica na construção de estruturas de DNA em nível microscópico tem potencial para avançar na distribuição de medicamentos e no diagnóstico de doenças, sugere um estudo.
Uma equipe de cientistas das universidades de Portsmouth e Leicester, no Reino Unido, desenvolveu uma forma inovadora de personalizar e fortalecer o origami de DNA.
Origami de DNA é o método de criação de nanoestruturas com notável precisão usando filamentos de DNA como blocos de construção. No entanto, estas estruturas são delicadas e podem desmoronar-se facilmente sob condições biológicas, como mudanças de temperatura ou exposição a certas enzimas encontradas em organismos vivos.
Em um artigo publicado no Journal of the American Chemical Society , os pesquisadores apresentaram uma maneira única de tornar as estruturas de origami mais fortes e versáteis em uma reação de um único recipiente, por meio de um processo conhecido como foto-reticulação dirigida por triplex.
Ao modificar estrategicamente as cadeias de DNA durante o processo de design, eles foram capazes de introduzir sequências de nucleotídeos adicionais – que são os blocos básicos de construção do DNA – que servem como pontos de ligação para moléculas funcionais.
A ligação das moléculas foi conseguida utilizando oligonucleótidos formadores de triplex que transportam um agente de reticulação. Eles então usaram um processo químico envolvendo luz UVA para ligar permanentemente essas moléculas às formas do DNA.
Um benefício particular desta abordagem é a geração de “super-grampos” que atuam para entrelaçar a estrutura. O artigo diz que a ligação cruzada com regiões fora do núcleo do origami reduz drasticamente a sensibilidade da estrutura ao calor e à desmontagem por enzimas.
David Rusling, da Escola de Farmácia e Ciências Biomédicas da Universidade de Portsmouth, disse:"As aplicações potenciais desta técnica são de longo alcance. A capacidade de adaptar estruturas de origami de DNA com funcionalidades específicas é uma promessa imensa para o avanço dos tratamentos médicos e diagnósticos.
“Vislumbramos um futuro onde as estruturas de origami de DNA poderiam ser usadas para fornecer medicamentos ou DNA diretamente às células doentes, ou para criar ferramentas de diagnóstico altamente sensíveis”.
As aplicações atuais do origami de DNA na biomedicina incluem vacinas, nanosensores biológicos, distribuição de medicamentos, biologia estrutural e veículos de distribuição de materiais genéticos.
O co-autor Dr. Andrey Revyakin, ex-da Universidade de Leicester, disse:"Meu laboratório tem lutado durante anos para fazer estruturas de origami de DNA que permaneçam funcionais em aplicações biológicas da vida real. O método baseado em triplex do Dr. Rusling, que 'atualiza 'A dupla hélice clássica do DNA com uma terceira fita adicional estabiliza as formas do DNA, e faz isso com grande precisão, sem afetar os módulos funcionais da molécula."
O artigo afirma que a nova estratégia é escalável e económica, uma vez que funciona com estruturas de origami existentes, não requer redesenho de andaimes e pode ser alcançada com apenas uma cadeia de ADN.
Dr. Rusling acrescentou:"O que é realmente interessante sobre esta técnica é que ela não alterou a sequência de DNA do origami subjacente, oferecendo a capacidade de usar essas estruturas como transportadores de genes sintéticos".
