Os cientistas descobriram como fazer com que o DNA se comunique da melhor forma com as membranas do nosso corpo, abrindo caminho para a criação de ‘minicomputadores biológicos’ em gotículas que têm usos potenciais em biossensores e vacinas de mRNA.
O Dr. Matthew Baker da UNSW e a Dra. Shelley Wickham da Universidade de Sydney co-lideraram o estudo, publicado recentemente na Nucleic Acids Research.
Ela descobriu a melhor maneira de projetar e construir “nanoestruturas” de DNA para manipular com eficácia os lipossomas sintéticos – pequenas bolhas que tradicionalmente têm sido usadas para fornecer medicamentos para o câncer e outras doenças.
Mas, ao modificar a forma, a porosidade e a reatividade dos lipossomas, existem aplicações muito maiores, como a construção de pequenos sistemas moleculares que detectam seu ambiente e respondem a um sinal para liberar uma carga, como uma molécula de medicamento quando se aproxima de seu alvo.
O autor principal, Dr. Matt Baker, da Escola de Biotecnologia e Ciências Biomoleculares da UNSW, diz que o estudo descobriu como construir “pequenos blocos” de DNA e descobriu a melhor forma de rotular esses blocos com colesterol para fazê-los aderir aos lipídios, os principais constituintes de células vegetais e animais.
“Uma das principais aplicações do nosso estudo é o biossensor: você pode colocar algumas gotas em uma pessoa ou paciente, conforme se move através do corpo, ele registra o ambiente local, processa isso e fornece um resultado para que você possa” ler “o ambiente local, “Dr. Baker diz.
A nanotecnologia de lipossomas ganhou destaque com o uso de lipossomas ao lado de vacinas de RNA, como as vacinas Pfizer e Moderna COVID-19.
“Este trabalho mostra novas maneiras de encurralar os lipossomas no lugar e, em seguida, abri-los no momento certo”, diz o Dr. Baker.
“O que é melhor é que, como eles são construídos de baixo para cima, a partir de peças individuais que projetamos, podemos facilmente aparafusar e retirar diferentes componentes para mudar a forma como funcionam.
Anteriormente, os cientistas se esforçaram para encontrar as condições adequadas de buffer para lipídios e lipossomas para garantir que seus “computadores” de DNA realmente grudassem nos lipossomas.
Eles também lutaram para descobrir a melhor maneira de decorar o DNA com colesteróis, de modo que não apenas fosse para a membrana, mas permanecesse lá o tempo que fosse necessário.
“É melhor na borda? No centro? Montes deles? Poucos deles? O mais próximo possível da estrutura, ou o mais longe possível?” Dr. Baker diz.
“Nós olhamos todas essas coisas e mostramos que poderíamos criar boas condições para que as estruturas de DNA se ligassem aos lipossomas de maneira confiável e ‘fizessem algo’.”
O Dr. Baker diz que as membranas são essenciais para a vida, pois permitem a formação de compartimentos e, portanto, a separação de diferentes tipos de tecido e células.
“Tudo isso depende de as membranas serem geralmente bastante impermeáveis”, diz ele.
?Aqui, construímos nanotecnologia de DNA totalmente nova, onde podemos fazer furos em membranas, sob demanda, para poder passar sinais importantes através de uma membrana.
“Esta é, em última análise, a base na vida de como as células se comunicam entre si e como algo útil pode ser feito em uma célula e depois exportado para ser usado em outro lugar.”
Alternativamente, em patógenos, as membranas podem ser rompidas para destruir as células, ou os vírus podem se infiltrar nas células para se replicar.
Os cientistas vão trabalhar em como controlar poros baseados em DNA que podem ser acionados com luz para desenvolver retinas sintéticas a partir de partes inteiramente novas.
Publicado em 17/10/2021 16h44
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