Una nueva forma de hacer nanoestructuras 3D a partir de ADN se describe en un estudio publicado en la reconocida revista Naturaleza . El estudio fue dirigido por investigadores del Karolinska Institutet que colaboraron con un grupo de la Universidad Aalto de Finlandia. La nueva técnica permite sintetizar estructuras de origami de ADN en 3D que también son capaces de tolerar las bajas concentraciones de sal dentro del cuerpo. que abre el camino a aplicaciones biológicas completamente nuevas de la nanotecnología del ADN. El proceso de diseño también está altamente automatizado, lo que permite la creación de nanoestructuras de ADN sintético de notable complejidad.

El equipo detrás del estudio compara el nuevo enfoque con una impresora 3D para estructuras a nanoescala. El usuario dibuja la estructura deseada, en forma de objeto poligonal, en software 3D normalmente utilizado para diseño o animación asistidos por computadora. Luego, se utilizan algoritmos de teoría de gráficos y técnicas de optimización para calcular las secuencias de ADN necesarias para producir la estructura.

Cuando las secuencias de ADN sintetizadas se combinan en una solución salina, se ensamblan en la estructura correcta. Una de las grandes ventajas de construir nanoestructuras a partir de ADN es que las bases se unen entre sí a través del emparejamiento de bases de una manera predecible.

"Este nuevo método hace que sea muy fácil diseñar nanoestructuras de ADN y brinda más libertad de diseño, ", dice el líder del estudio, Björn Högberg, del Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica del Karolinska Institutet." Ahora podemos hacer estructuras que antes eran imposibles de diseñar y podemos hacerlo de la misma manera que se podría dibujar una estructura 3D para imprimir en escala macroscópica, pero en lugar de hacerlo de plástico, lo imprimimos en ADN a nanoescala ".

Usando esta técnica, el equipo ha construido una pelota, espiral, estructura en forma de barra y botella, y una copia impresa de ADN del llamado Stanford Bunny, que es un modelo de prueba común para el modelado 3D. Además de ser más simple en comparación con las formas anteriores de hacer origami de ADN, el método, lo que es más importante, no requiere altas concentraciones de sal de magnesio.

"Para aplicaciones biológicas, la diferencia más importante es que ahora podemos crear estructuras que se pueden plegar, y seguir siendo viable en, concentraciones de sal fisiológicas que son más adecuadas para aplicaciones biológicas de nanoestructuras de ADN, "explica el Dr. Högberg.

"Una ventaja del proceso de diseño automatizado es que ahora se puede tratar sistemáticamente incluso con estructuras bastante complejas. Es probable que los métodos informáticos avanzados sean un facilitador clave en el escalado de la nanotecnología del ADN desde estudios fundamentales hacia aplicaciones innovadoras, "dice el profesor Pekka Orponen, quien dirigió el equipo del Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Aalto.

Las posibles aplicaciones son muchas. El equipo del Karolinska Institutet ha fabricado previamente un nanocalibre de ADN utilizado para estudiar la señalización celular. La nueva técnica permite realizar experimentos biológicos similares de una manera que se asemeja aún más a las condiciones dentro de las células. También se han utilizado nanoestructuras de ADN para fabricar cápsulas dirigidas capaces de administrar medicamentos contra el cáncer directamente a las células tumorales. lo que puede reducir la cantidad de medicamentos necesarios.