Al doblar fragmentos de ADN en la forma de una estrella de cinco puntas utilizando nanotecnología de ADN estructural, Los investigadores han creado una trampa que captura el virus del dengue mientras flota en el torrente sanguíneo. Una vez surgido, la trampa, que no es tóxica y se elimina naturalmente del cuerpo, se enciende. Es la prueba más sensible para las enfermedades transmitidas por mosquitos que se haya ideado.

Publicado hoy en Química de la naturaleza , esta técnica de detección podría ampliarse a otros virus y adaptarse para matar los virus que atrapa.

"Es más sensible que cualquier otra forma de detectar el dengue, superando la prueba clínica en más de 100 veces, "dijo Xing Wang, el autor correspondiente del estudio, profesor asistente de química y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS) del Instituto Politécnico Rensselaer en el momento de la investigación. "La unión es estrecha y la especificidad es alta, lo que nos permite distinguir la presencia de dengue el primer día de infección ".

Una trampa podría ser eficaz contra muchos virus diferentes porque, para infectar a su anfitrión, Todos los virus deben primero adherirse a una pared celular y devolver sus instrucciones genéticas a la célula. En 2016 la investigación realizada en CBIS, El químico de Rensselaer, Robert Linhardt, y el ingeniero químico de Rensselaer, Jonathan Dordick, construyeron un polímero sintético configurado para coincidir con una secuencia de puntos de enganche del ácido siálico en el virus de la influenza. En el pulmón la influenza debe unirse al ácido siálico para invadir las células pulmonares. La trampa sintética funcionó como señuelo, contraer la influenza antes de que se adhiera a las células pulmonares.

El tratamiento redujo la mortalidad por influenza A en ratones del 100% al 25% durante 14 días. Sin embargo, Linhardt y Dordick, que son ambos coautores del nuevo estudio, esperaba que el polímero sintético que habían utilizado como estructura para la trampa pudiera resultar tóxico para el cuerpo y era poco probable que fuera aceptado como terapéutico.

Nanotecnología de ADN estructural:un método establecido para doblar hebras de ADN en formas geométricas y objetos personalizados:ofrecieron al equipo de investigación un alternativa biodegradable sobre la que construir una nueva trampa, dijo Wang. La superficie esférica del dengue, como el virus Zika estrechamente relacionado, están tachonados con múltiples puntos de cierre para atrapar la superficie de una celda.

Superponiendo varias formas nanoestructurales de ADN en imágenes del virus, el equipo eligió una estrella de cinco puntas (la llaman "estrella de ADN") como la mejor combinación entre los puntos de la forma del ADN y los puntos de enganche del virus.

Wang tomó la iniciativa en la producción de la estrella de ADN. También adjuntó aptámeros específicos, moléculas a las que se unirán los pestillos virales, precisamente a las puntas y vértices de la estrella para que se alineen con la distribución de los pestillos del virus.

"Podrías superponer la estrella al virus y apuntar a todo un hemisferio de la esfera con precisión, "dijo Wang, ahora en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. "Todos los ligandos que apuntarían a los antígenos de este virus se superpondrían perfectamente con una estrella de ADN. Si solo pudiéramos hacer una conexión en un lugar, sería un aglutinante débil, pero con diez aptámeros que conectan el virus a la estrella, tenemos un fuerte control sobre el objetivo ".

Una vez unido al virus, la estrella de ADN comienza a emitir fluorescencia, haciéndolo fácilmente visible en un análisis de sangre.

"Usar la nanoarquitectura de ADN de diseñador como diagnóstico es un primer paso. El siguiente paso sería matar el virus una vez que esté unido. Esto también se puede hacer mediante el uso de una nanoplataforma de origami de ADN, mostrando una bioestabilidad aún mejor, para reconstruir una forma de estrella de ADN de aptámeros, ", dijo Linhardt." Esta es la primera vez que la gente usa nanoestructura de ADN de esta manera, pero la tecnología es amplia, y podemos esperar verlo utilizado en muchas otras aplicaciones ".

El trabajo es una de las muchas estrategias prometedoras que surgirán de CBIS.

"Este desarrollo transformador combina una estrategia novedosa con tecnología emergente para soluciones médicas que han eludido enfoques más convencionales. Es exactamente el tipo de investigación que el entorno interdisciplinario en CBIS está diseñado para permitir, y es un excelente ejemplo del calibre del trabajo que estamos produciendo, "dijo Deepak Vashishth, director del CBIS.