Los avances en nanotecnología han hecho posible fabricar estructuras a partir de ADN para su uso en aplicaciones biomédicas, como administrar medicamentos o crear vacunas, pero una nueva investigación en ratones investiga la seguridad de la tecnología.

Usando una técnica llamada DNA Origami (DO), un proceso que consiste en doblar hebras complementarias de ADN en doble hélice una y otra vez, los científicos pueden construir una variedad de dispositivos diminutos con formas complejas que podrían inyectarse en el cuerpo para administrar medicamentos o realizar otras tareas. Pero debido a que esta tecnología aún es relativamente nueva, los científicos se han dividido sobre si las nanoestructuras podrían causar respuestas inmunitarias peligrosas o ser tóxicas de otras maneras en los sistemas animales.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Ohio ha dado un paso inicial para responder esa pregunta. El estudio, publicado en la revista Small , descubrió que, si bien grandes cantidades de estos dispositivos de ADN pueden causar una respuesta inmunitaria leve, no están lo suficientemente marcadas como para ser peligrosas. Sus hallazgos también sugieren que diferentes formas pueden ser más propicias para diferentes aplicaciones terapéuticas.

"El ADN es increíble en términos de construcción y cómo se puede manipular y diseñar para formar nano-robots de una manera muy coordinada", dijo Christopher Lucas, autor principal del estudio y científico investigador en ingeniería mecánica y aeroespacial en el estado de Ohio. . "Creemos que esta tecnología, que tiene un potencial increíble, se puede utilizar para diagnosticar, tratar y prevenir enfermedades".

Para probar si eso se puede hacer de manera segura, el equipo de Lucas usó ratones para comparar la biodistribución y la toxicidad de dos nanoestructuras distintas:un triángulo 2D plano de una sola capa llamado "Tri" y una estructura 3D en forma de barra que recibió el apodo de " Caballo." Durante un período de 10 días, aproximadamente 60 ratones hembra recibieron inyecciones intravenosas continuas de ambas estructuras de DO. Pero para probar realmente la seguridad, los investigadores dosificaron repetidamente a los ratones a una concentración 10 veces mayor que en estudios anteriores.

Los investigadores vieron que Tri y Horse crearon respuestas inflamatorias dependientes de la forma, pero debido a que la respuesta disminuyó con el tiempo, demostraron que la reacción inmune era relativamente inofensiva a largo plazo. "Fue una respuesta inmune modesta, pero no tóxica para los animales", dijo Lucas. "Comprender eso fue realmente clave a medida que avanzamos hacia el desarrollo preclínico y preparamos la tecnología para las aplicaciones de administración de fármacos".

Cuando concluyó el experimento, el equipo también recolectó e imaginó todos los órganos principales, la sangre y la orina de los ratones para rastrear la distribución final del dispositivo en todo el cuerpo. Los resultados mostraron que ambos tipos de nanoestructuras fueron internalizados por una variedad de células inmunitarias, pero la cantidad de OD que aún quedaba difería debido a sus concentraciones originales y al tiempo que permanecieron en el cuerpo. Debido a que son biocompatibles, las nanoestructuras también se limpian del cuerpo con relativa rapidez, dijo Lucas. Y eso es algo bueno, especialmente si los científicos quieren asegurarse de que estos dispositivos puedan usarse para apuntar solo a las células enfermas.

Pero es difícil predecir los desafíos que podrían enfrentar otros tipos de nanoestructuras dentro de un cuerpo humano o animal.

"Una vez que pones las cosas en un sistema biológico, hay mucha variabilidad que tener en cuenta", dijo el coautor del estudio Carlos Castro, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial.

En cuanto a lo que sigue, dado que han demostrado que la tecnología no es tóxica para los ratones, el equipo quiere comenzar a cargar los dispositivos con medicamentos de quimioterapia y comenzar a aprender cómo usar los dispositivos para atacar de manera efectiva las células cancerosas en los animales. "Solo estamos arañando la superficie", dijo Castro. "Estamos revelando un conjunto completamente nuevo de preguntas interesantes en las que podemos profundizar". + Explora más

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