Novos nanorrobôs programáveis: transportam enzimas e medicamentos através das membranas celulares

A nanotecnologia pode ajudar-nos em vários setores (especialmente na medicina). E os nanorrobôs estão se especializando nisso.

A nanotecnologia do DNA está abrindo novas perspectivas para a medicina e a biologia sintética. Cientistas da Universidade de Stuttgart , liderados pela Prof. Laura Na Liu, desenvolveram, de fato, um sistema inovador que utiliza o chamado "origami de DNA" para controlar a estrutura e função das membranas biológicas . Esta é uma abordagem revolucionária que poderia facilitar o transporte direcionado (de carga terapêutica) dentro das células. Ao mesmo tempo, são pioneiros em novas estratégias para a distribuição de medicamentos e outras terapias avançadas .

A forma e a morfologia das células desempenham um papel essencial na sua funcionalidade. E na biologia sintética, adaptar tais características às necessidades terapêuticas é um desafio complexo. Não é coincidência que os recentes avanços na nanotecnologia do ADN estejam a permitir a criação de canais de transporte capazes de passar proteínas e enzimas através das membranas celulares. Estruturas artificiais que imitam a funcionalidade das biológicas, oferecendo-nos um modelo simplificado para o estudo das interações lipídicas e da dinâmica celular.

A membrana celular , especificamente, é composta por uma bicamada lipídica , atuando como uma barreira seletiva que regula a passagem de substâncias entre o interior e o exterior da célula. E através do origami de DNA , os pesquisadores conseguiram modificar essa estrutura , criando canais temporários que permitem a passagem de grandes moléculas (como proteínas terapêuticas). Canais que podem ser abertos ou fechados de forma controlada, melhorando a eficiência do transporte intracelular.

Portanto, a criação de nanorrobôs capazes de interagir com células sintéticas representa um verdadeiro marco no setor. A equipe de pesquisa em questão utilizou estruturas de DNA dobradas em formas tridimensionais , capazes de responder a sinais externos específicos. E os nano-robôs , inseridos dentro de vesículas unilamelares gigantes (GUVs), foram capazes de influenciar a forma e a permeabilidade da membrana : permitindo a entrada de proteínas e outros compostos úteis. As GUVs , semelhantes às células reais, constituem, especificamente, um sistema modelo ideal para estudar o comportamento celular sob condições controladas.

Como a nanotecnologia pode ajudar a medicina

A nanotecnologia do DNA , graças à sua flexibilidade e precisão, está se mostrando uma ferramenta extremamente versátil . Os nanorrobôs criados pelo grupo do Prof. Liu podem reconfigurar sua forma de forma reversível, adaptando-se às necessidades específicas da membrana celular. E este fenómeno, obtido através de sequências programadas de ADN (semelhantes a “clipes de papel”) moleculares, tem permitido observar, em tempo real, a formação e o fecho de canais de transporte sintéticos.

As aplicações potenciais desta tecnologia são muitas. Na área médica , o transporte direcionado de medicamentos através das membranas celulares poderia melhorar significativamente a eficácia das terapias. Reduzindo os efeitos colaterais associados aos tratamentos sistêmicos . Por exemplo, pode tornar-se possível administrar enzimas terapêuticas para doenças metabólicas, ou anticorpos para tratar formas de cancro, directamente em órgãos-alvo .

E os outros setores?

Além da medicina, esta tecnologia abre novas perspectivas para a biotecnologia industrial . As membranas sintéticas controláveis ​​poderiam ser utilizadas na produção de biocombustíveis (na síntese de novos materiais, ou na criação de biossensores avançados). A capacidade de modular a permeabilidade das membranas , de fato, representa uma vantagem estratégica mesmo em áreas não estritamente médicas.

Concluindo, o uso do origami de DNA para controlar membranas biológicas marca um importante avanço na biologia sintética. Na verdade, o sistema inovador desenvolvido na Universidade de Estugarda demonstra como as nanotecnologias podem integrar e melhorar a funcionalidade celular , abrindo caminho para novas aplicações terapêuticas e industriais . Portanto, a investigação continuará, com o objectivo de traduzir as descobertas laboratoriais em soluções práticas e melhorar a saúde e o bem-estar da sociedade moderna.

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