Las "jaulas" a nanoescala hechas de hebras de ADN pueden encapsular fármacos de molécula pequeña y liberarlos en respuesta a un estímulo específico. Los investigadores de la Universidad McGill informan en un nuevo estudio.

La investigación, publicado en línea el 1 de septiembre en Química de la naturaleza , marca un paso hacia el uso de nanoestructuras biológicas para administrar medicamentos a las células enfermas de los pacientes. Los hallazgos también podrían abrir nuevas posibilidades para diseñar nanomateriales basados ​​en ADN.

"Esta investigación es importante para la administración de fármacos, sino también para la biología estructural fundamental y la nanotecnología, "dice el profesor de Química de McGill, Hanadi Sleiman, quien dirigió el equipo de investigación.

El ADN transporta la información genética de todos los organismos vivos de una generación a la siguiente. Pero las hebras del material también se pueden usar para construir estructuras a escala nanométrica. (Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro, aproximadamente uno-100, 000th el diámetro de un cabello humano.)

En sus experimentos, los investigadores de McGill primero crearon cubos de ADN usando hebras cortas de ADN, y los modificó con moléculas similares a los lípidos. Los lípidos pueden actuar como parches pegajosos que se unen y forman un "apretón de manos" dentro del cubo de ADN. creando un núcleo que puede contener cargas como moléculas de fármacos.

Los investigadores de McGill también encontraron que cuando los parches adhesivos se colocaban en una de las caras exteriores de los cubos de ADN, dos cubos podrían unirse. Este nuevo modo de ensamblaje tiene similitudes con la forma en que las proteínas se pliegan en sus estructuras funcionales, Notas de Sleiman. "Abre una gama de nuevas posibilidades para diseñar nanomateriales basados ​​en ADN".

El laboratorio de Sleiman ha demostrado previamente que las nanopartículas de oro se pueden cargar y liberar a partir de nanotubos de ADN, proporcionar una prueba preliminar del concepto de que la administración de medicamentos podría ser posible. Pero el nuevo estudio marca la primera vez que moléculas pequeñas, que son considerablemente más pequeñas que las nanopartículas de oro, se manipulan de tal manera utilizando una nanoestructura de ADN. los investigadores informan.

Las nanoestructuras de ADN tienen varias ventajas potenciales sobre los materiales sintéticos que se utilizan a menudo para administrar medicamentos dentro del cuerpo, dice Thomas Edwardson, estudiante de doctorado de McGill y coautor del nuevo artículo. "Las estructuras de ADN se pueden construir con gran precisión, son biodegradables y su tamaño, la forma y las propiedades se pueden ajustar fácilmente ".

Las jaulas de ADN se pueden fabricar para liberar fármacos en presencia de una secuencia de ácido nucleico específica. "Muchas células enfermas, como las células cancerosas, sobreexpresan ciertos genes, "Añade Edwardson." En una aplicación futura, uno puede imaginar un cubo de ADN que transporta la carga de la droga al entorno de la célula enferma, que desencadenará la liberación del fármaco ". El grupo Sleiman ahora está realizando estudios con células y animales para evaluar la viabilidad de este método en la leucemia linfocítica crónica (LLC) y el cáncer de próstata, en colaboración con investigadores del Instituto Lady Davis de Investigación Médica del Hospital General Judío de Montreal.