Existe um tremendo potencial para aplicações biomédicas, incluindo a entrega direcionada de medicamentos, por meio de nanoestruturas de DNA, mas um dos principais desafios tem sido a estabilidade limitada dessas estruturas nos tecidos e no sangue do corpo.

Agora, uma equipe da Universidade de pesquisadores liderada por Arun Richard Chandrasekaran e Ken Halvorsen, do RNA Institute, contornou esse problema ao descobrir uma possí­vel rota direta para a bioestabilidade: um motivo de DNA bioesta¡vel já existente, aplica¡vel ao projeto de novos portadores de drogas e diagnósticos.

Seu estudo foi publicado em um artigo no Journal of American Chemical Society ( "Resistaªncia excepcional a  nuclease do DNA de cruzamento paranaªmico (PX) e bioestabilidade dependente do cruzamento de motivos de DNA" ).

DNA paranaªmico cruzado

O DNA pode ser usado como material de construção para a montagem de nanoestruturas, e as unidades iniciais destes são geralmente 'motivos' de DNA compostos de várias cadeias de DNA. Uma aplicação proeminente da nanotecnologia de DNA estãona entrega de medicamentos, onde essas nanoestruturas podem transportar medicamentos para os locais-alvo desejados. O trabalho da equipe do RNA Institute concentra-se no motivo do DNA paranaªmico do cruzamento (PX): uma estrutura de quatro filamentos na qual dois doma­nios duplos helicoidais justapostos paralelos são fundidos por cruzamentos em todos os pontos e cujas torções são aproximadamente metade das do DNA convencional.

A equipe, também formada pelos professores de Ciências Biola³gicas Bijan Dey, Siu Wah Wong-Deyrup e Paromita Dey, e o pesquisador Javier Vilcapoma, fizeram duas descobertas, a primeira éque o DNA PX possui nota¡vel resistência e bioestabilidade a  nuclease e a segunda éque o a bioestabilidade estãocorrelacionada com o número de pontos de cruzamento.

Cruzamentos de DNA

Outra pesquisa sobre estabilização de nanoestruturas de DNA centrou-se na modificação química de nanoestruturas de DNA para prolongar sua sobrevivaªncia por tempo suficiente para aplicações terapaªuticas. Essa abordagem, no entanto, pode ter alguns efeitos adversos para aplicações in vivo que uma nanoestrutura de DNA totalmente natural pode não ter.

Mesmo assim, Chandrasekaran disse que pode haver compatibilidade e atésinergia entre as duas abordagens. “Nosso estudo mostra como algumas nanoestruturas de DNA podem ser inerentemente mais bioesta¡veis. Se surgir a necessidade de ainda mais estabilidade, modificações químicas também podem ser adicionadas ao nosso projeto de nanoestrutura de DNA e aumentam ainda mais a bioestabilidade. ”

Dr. Halvorsen diz que o estudo fornece uma nova ferramenta para o design baseado em DNA. “Nosso trabalho sugere que a bioestabilidade pode ser projetada em estruturas de DNA, potencialmente permitindo um novonívelde controle sobre o momento da degradação estrutural. Por fim, esse controle aproxima as nanoestruturas de DNA de aplicações biomédicas, como a administração de medicamentos.”