Tehnologia Origami ADN și nanoroboții ADN - noutăți în diagnosticul și tratamentul bolilor rare

O echipă de cercetători de la Universitatea din Stuttgart a reușit să controleze structura și funcția membranelor biologice artificiale utilizând tehnologia "origami ADN". Descoperirile, publicate în jurnalul Nature Materials, demonstrează potențialul utilizării nanoroboților ADN pentru transportul substanțelor terapeutice în celule, deschizând astfel noi orizonturi în administrarea țintită de medicamente și terapii inovatoare.

Importanța formei celulelor în biologia sintetică

• Principiul formă-funcție: Forma și morfologia celulelor joacă un rol esențial în funcțiile biologice. Acest principiu a fost transferat în biologia sintetică pentru a dezvolta celule artificiale funcționale.
• Membrane biologice sintetice: Cercetătorii au utilizat vezicule unilamelare gigantice (GUVs) – modele simplificate ale celulelor vii – pentru a studia dinamica membranelor, interacțiunile proteinelor și comportamentul lipidelor.

Nanoroboți ADN pentru modelarea și funcționalizarea celulelor artificiale

Cercetarea echipei conduse de Prof. Laura Na Liu marchează un progres major în utilizarea tehnologiei ADN pentru controlul comportamentului celulelor artificiale:

• Structuri ADN reconfigurabile: Nanoroboții ADN, creați prin tehnica "origami ADN", pot schimba forma și influența mediul înconjurător la scară micrometrică.
• Canale de transport sintetice: Nanoroboții au permis formarea de canale prin membranele celulelor sintetice, facilitând trecerea moleculelor mari și oferind posibilitatea de a închide canalele atunci când este necesar.

Un instrument unic pentru biologie și medicină

• Fără echivalent biologic: Mecanismul funcțional al nanoroboților ADN nu are corespondent direct în celulele vii, ceea ce îl face o platformă complet artificială pentru studii biologice.
• Posibilități terapeutice:
  • Nanoroboții ADN pot transporta proteine sau enzime terapeutice direct către țintele intracelulare.
  • Canalele de transport programabile pot îmbunătăți administrarea medicamentelor, reducând efectele secundare și crescând eficiența.

Aplicabilități și întrebări viitoare

• Mimarea celulelor vii: Sistemele artificiale ar putea fi simplificate, menținând totodată funcționalitatea necesară într-un mediu biologic.
• Îmbunătățirea terapiilor: Transportul eficient al moleculelor mari în celule deschide ușa pentru noi strategii terapeutice în tratarea bolilor complexe și a celor rare.
• Întrebări de cercetare: Se poate dezvolta un sistem mai simplu, dar eficient, pentru utilizarea nanoroboților ADN în terapii?

Concluzii și impact

Descoperirile echipei de cercetători reprezintă un pas important către realizarea celulelor sintetice funcționale și dezvoltarea unor terapii mai eficiente:

• Nanoroboții ADN oferă o platformă versatilă pentru înțelegerea mecanismelor bolilor și pentru administrarea de tratamente.
• În viitor, aceste instrumente ar putea deveni indispensabile în medicina personalizată și în tratamentele țintite.