(Phys.org) —Los investigadores del Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de la Universidad de Florida tomaron lo que algunos considerarían basura y crearon una herramienta científica notable, uno que algún día podría ayudar a corregir trastornos genéticos o tratar el cáncer sin los desagradables efectos secundarios de la quimioterapia.

Wilfred Vermerris, profesor asociado en el departamento de microbiología y ciencia celular de la UF, y Elena Ten, un investigador asociado postdoctoral, creado a partir de residuos vegetales un nanotubo novedoso, uno que es mucho más flexible que los nanotubos de carbono rígidos que se utilizan actualmente. Los investigadores dicen que los nanotubos de lignina, unas 500 veces más pequeños que una pestaña humana, pueden transportar ADN directamente al núcleo de las células humanas en cultivo de tejidos. donde este ADN podría corregir las condiciones genéticas. Actualmente se están realizando experimentos con inyección de ADN con nanotubos de carbono, así como.

"Ese fue un resultado sorprendente, ", Dijo Vermerris." Si puede hacer esto en seres humanos reales, podría reparar los genes defectuosos que causan los síntomas de la enfermedad y reemplazarlos con ADN funcional entregado con estos nanotubos ".

El nanotubo está compuesto de lignina de material vegetal obtenido de una instalación piloto de biocombustible UF en Perry. Fla. La lignina es una parte integral de las paredes celulares secundarias de las plantas y permite el movimiento del agua desde las raíces hasta las hojas. pero no se utiliza para fabricar biocombustibles y de lo contrario se quemaría para generar calor o electricidad en la planta de biocombustible. Los nanotubos de lignina se pueden fabricar a partir de una variedad de residuos vegetales, incluido el sorgo, álamo, pino de caña y caña de azúcar.

Los investigadores primero probaron para ver si los nanotubos eran tóxicos para las células humanas y se sorprendieron al descubrir que lo eran menos que los nanotubos de carbono. Por lo tanto, podrían administrar una dosis más alta de medicamento al tejido celular humano. Luego investigaron si los nanotubos podían entregar ADN plasmídico a las mismas células y eso fue exitoso. también. Un plásmido es una pequeña molécula de ADN que está físicamente separada de, y puede replicarse independientemente de, ADN cromosómico dentro de una célula.

"No es un camino muy suave porque tuvimos que probar diferentes experimentos para confirmar los resultados, "Diez dijo." Pero fue muy fructífero ".

En casos de trastornos genéticos, el nanotubo se cargaría con una copia funcional de un gen, e inyectado en el cuerpo, donde apuntaría al tejido afectado, que luego produce la proteína faltante y corrige el trastorno genético.

Aunque Vermerris advirtió que el tratamiento en humanos está a muchos años de distancia, Entre las condiciones que estos nanotubos portadores de genes podrían corregir se encuentran la fibrosis quística y la distrofia muscular. Pero, añadió, que los pacientes tendrían que tomar el ADN correctivo a través de nanotubos de forma continua.

Otra aplicación que se está considerando es el uso de nanotubos de lignina para la administración de fármacos de quimioterapia en pacientes con cáncer. Los nanotubos garantizarían que los medicamentos solo lleguen al tumor sin afectar los tejidos sanos.

Vermerris dijo que crearon diferentes tipos de nanotubos, dependiendo del experimento. También podrían adaptar nanotubos a las necesidades específicas de un paciente, un proceso llamado personalización.

"Puedes pensar en ello como una cómoda y, dependiendo de la aplicación, abre un cajón o usa materiales de un cajón diferente para hacer las cosas bien para su aplicación específica, ", dijo." No es muy difícil hacer la personalización ".

El siguiente paso en el proceso de investigación es que Vermerris y Ten comiencen experimentos con ratones. Están en el proceso de solicitud para esos experimentos, que tardaría varios años en completarse. Si tienen éxito, sería necesario obtener permisos para que sus colegas de la escuela de medicina realicen investigaciones en pacientes humanos, con Vermerris y Ten proporcionando los nanotubos para esa investigación.

"Estamos muy lejos de ese punto, ", Dijo Vermerris." Esa es la trayectoria optimista a largo plazo ".

El trabajo es una colaboración con colegas de la Facultad de Ingeniería de la UF y la Facultad de Medicina, incluidos los doctores Arun Srivastava, Chen Ling y Amelia Dempere. Fue financiado, en parte, mediante una subvención de $ 5.4 millones del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, junto con el apoyo de UF / IFAS, Servicio de salud pública, los Institutos Nacionales de Salud, Children's Miracle Network, el premio al proyecto piloto en prácticas del Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de la UF, Fundación Alex's Lemonade Stand para el cáncer infantil y el programa de investigación del cáncer Bankhead-Colely.

Un artículo sobre sus hallazgos fue publicado en febrero en la revista. Biomacromoléculas .