Cientistas da Austrália e dos Estados Unidos descobriram uma nova forma de alterar o ADN das células bacterianas – um processo utilizado para produzir muitos medicamentos vitais, incluindo a insulina – de forma muito mais eficiente do que as técnicas convencionais da indústria.



Em vez de abrir as paredes das células das bactérias com produtos químicos agressivos ou altas temperaturas para inserir o DNA, a equipe usou ondas de rádio de alta frequência, uma abordagem muito mais suave que fez com que muito mais células absorvessem o DNA e sobrevivessem.

O estudo, liderado pela Universidade RMIT em colaboração com outras universidades australianas e WaveCyte Biotechnologies nos EUA, usou ondas de rádio na frequência de 18 gigahertz para “abrir temporariamente as portas” nas paredes das células bacterianas de E. coli por tempo suficiente para que o material genético fosse inserido .

As células então fecharam e continuaram com a função saudável.

As frequências de rádio podem ser usadas para transportar tudo, desde dados de telefones celulares e satélites até a energia necessária para manipular células bacterianas em um laboratório.

Trabalhos conjuntos anteriores com o Centro Australiano de Pesquisa de Bioefeitos Eletromagnéticos demonstraram como a energia eletromagnética de alta frequência torna temporariamente as células bacterianas mais permeáveis.

Este último estudo, "Transformação genética do DNA plasmídico em Escherichia coli usando energia eletromagnética de alta frequência", publicado na Nano Letters leva esse trabalho um passo adiante, mostrando que o método pode ser usado para entregar DNA com segurança.

Os resultados da equipe mostraram que o processo é altamente eficiente:91% das células de E. coli adquiriram o novo DNA após exposição a ondas de rádio de 18 GHz durante três minutos.

Usando o padrão atual da indústria para inserção de DNA, conhecido como “choque térmico”, apenas 77% das células absorvem o DNA e muitas delas morrem logo após a exposição ao calor. Existem técnicas de pulso de laser mais suaves, mas menos de 30% das células absorvem o novo DNA nesse processo.

A autora principal, a distinta professora Elena Ivanova da RMIT, disse que sua abordagem superou ambos por ser altamente eficiente e gentil.

“Nosso novo método econômico demonstrou ser altamente eficiente, mas também mais suave para as células, já que nenhum produto químico agressivo ou altas temperaturas são usados ​​neste processo”, disse Ivanova, da Escola de Ciências.

“Como resultado, a taxa de sobrevivência celular foi maior do que outras técnicas”.

A investigação da equipa também mostrou que este processo funciona em células eucarióticas – o tipo que partilhamos com animais, fungos e plantas, incluindo modelos da linha celular PC 12 habitualmente utilizados em investigação em neurociências.

“Nosso foco agora é traduzir essas descobertas”, disse Ivanova.

“Nós apenas arranhamos a superfície da ampla gama de aplicações de distribuição de medicamentos que esta abordagem poderia ter na terapêutica do microbioma e na biologia sintética”.

A RMIT solicitou proteção de propriedade intelectual para a técnica em conjunto com a WaveCyte Biotechnologies, uma empresa norte-americana especializada no desenvolvimento de tecnologias de terapia celular e genética.

O CEO da WaveCyte, Dr. Steve Wanjara, disse que eles estavam profundamente comprometidos com o avanço desta tecnologia, tendo feito parceria com a RMIT desde o início.

“Este método suave e altamente eficiente é uma promessa imensa para melhorar o preço e a acessibilidade de terapias críticas”, disse Wanjara.

"Continuamos a trabalhar ativamente para traduzir essas descobertas em aplicações tangíveis, com foco na otimização da técnica para células de mamíferos. Esta pesquisa tem o potencial de impactar positivamente milhões de vidas em todo o mundo, e estamos empenhados em torná-la uma realidade."

O primeiro autor do estudo, Dr. Tharushi Perera, da RMIT e da Universidade de Swinburne, disse que desenvolver esta nova aplicação e lançar luz sobre aspectos úteis da energia eletromagnética de alta frequência foi "extremamente satisfatório".

“As pessoas ouvem energia eletromagnética e 5G e pensam que é ruim – possivelmente devido à desinformação ou falta de compreensão – mas, como mostramos aqui, na verdade existem aplicações benéficas”, disse ela.

“Minha esperança é que isso possa abrir a porta para novos tratamentos que salvem vidas no longo prazo e estou ansioso para ver seu desenvolvimento”.

Mais informações: Palalle G. Tharushi Perera et al, Transformação genética de DNA plasmidial em Escherichia coli usando energia eletromagnética de alta frequência, Nano Letras (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c03464
Informações do diário: Nanoletras

Fornecido pela Universidade RMIT