Algum dia, acreditam os cientistas, minaºsculos robôs baseados em DNA e outros nanodispositivos fornecera£o remanãdios dentro de nossos corpos, detectara£o a presença de patógenos mortais e ajudara£o a fabricar aparelhos eletra´nicos cada vez menores.

Os pesquisadores deram um grande passo em direção a esse futuro ao desenvolver uma nova ferramenta que pode projetar robôs e nanodispositivos de DNA muito mais complexos do que jamais foi possí­vel em uma fração do tempo.

Em um artigo publicado hoje na revista Nature Materials , pesquisadores da The Ohio State University - liderados pelo ex-aluno de doutorado em engenharia Chao-Min Huang - revelaram um novo software que eles chamam de MagicDNA.

O software ajuda os pesquisadores a projetar maneiras de pegar filamentos minaºsculos de DNA e combina¡-los em estruturas complexas com partes como rotores e dobradia§as que podem se mover e completar uma variedade de tarefas, incluindo a administração de medicamentos.

Os pesquisadores vão fazendo isso hávários anos com ferramentas mais lentas com etapas manuais tediosas, disse Carlos Castro, coautor do estudo e professor associado de engenharia meca¢nica e aeroespacial no estado de Ohio.

"Mas agora, os nanodispositivos que antes demoravam vários dias para serem projetados agora levam apenas alguns minutos", disse Castro.

E agora os pesquisadores podem fazer nanodispositivos muito mais complexos - e aºteis.

"Anteriormente, poda­amos construir dispositivos com atécerca de seis componentes individuais e conecta¡-los a juntas e dobradia§as e tentar fazaª-los executar movimentos complexos", disse o coautor do estudo Hai-Jun Su, professor de engenharia meca¢nica e aeroespacial no estado de Ohio .

"Com este software, não édifa­cil fazer robôs ou outros dispositivos com mais de 20 componentes que são muito mais fa¡ceis de controlar. a‰ um grande passo em nossa capacidade de projetar nanodispositivos que podem realizar as ações complexas que queremos que eles fazm . "

O software tem uma variedade de vantagens que ajudara£o os cientistas a projetar nanodispositivos melhores e mais aºteis e - os pesquisadores esperam - reduzir o tempo antes de entrarem no uso dia¡rio.

Uma vantagem éque permite aos pesquisadores realizar todo o projeto verdadeiramente em 3-D. Ferramentas de design anteriores permitiam apenas a criação em 2-D, forçando os pesquisadores a mapear suas criações em 3-D. Isso significava que os designers não podiam tornar seus dispositivos muito complexos.

O software também permite que os designers construam estruturas de DNA "de baixo para cima" ou "de cima para baixo".

No design "de baixo para cima", os pesquisadores pegam fitas individuais de DNA e decidem como organiza¡-las na estrutura que desejam, o que permite um controle preciso sobre a estrutura e as propriedades locais do dispositivo.

Mas eles também podem adotar uma abordagem "de cima para baixo", onde decidem como seu dispositivo geral precisa ser moldado geometricamente e, em seguida, automatizam como as fitas de DNA são colocadas juntas.

Combinar os dois permite aumentar a complexidade da geometria geral, mantendo o controle preciso sobre as propriedades individuais dos componentes, disse Castro.

Outro elemento-chave do software éque ele permite simulações de como os dispositivos de DNA projetados se moveriam e operariam no mundo real.

“Amedida que vocêtorna essas estruturas mais complexas, édifa­cil prever exatamente como elas sera£o e como se comportara£o”, disse Castro.

"a‰ fundamental poder simular como nossos dispositivos ira£o realmente operar. Caso contra¡rio, perderemos muito tempo."

Como demonstração da capacidade do software, a coautora Anjelica Kucinic, estudante de doutorado em engenharia química e biomolecular no estado de Ohio, liderou os pesquisadores na fabricação e caracterização de muitas nanoestruturas projetadas pelo software.

Alguns dos dispositivos que eles criaram inclua­am braa§os de roba´ com garras que podem pegar itens menores e uma estrutura do tamanho de cem nana´metros que se parece com um avia£o (o "avia£o" é1000 vezes menor que a largura de um cabelo humano).

A capacidade de fazer nanodispositivos mais complexos significa que eles podem fazer coisas mais aºteis e atérealizar várias tarefas com um aºnico dispositivo, disse Castro.

Por exemplo, uma coisa éter um roba´ de DNA que, após a injeção na corrente sanguínea, pode detectar um determinado pata³geno.

"Mas um dispositivo mais complexo pode não apenas detectar que algo ruim estãoacontecendo, mas também pode reagir liberando uma droga ou capturando o pata³geno", disse ele.

"Queremos ser capazes de projetar robôs que respondam de uma maneira particular a um esta­mulo ou se movam de uma determinada maneira."

Castro disse esperar que, nos pra³ximos anos, o software MagicDNA seja usado em universidades e outros laboratórios de pesquisa. Mas seu uso pode se expandir no futuro.

“Esta¡ comea§ando a haver cada vez mais interesse comercial na nanotecnologia de DNA”, disse ele. "Acho que nos pra³ximos cinco a 10 anos comea§aremos a ver aplicações comerciais de nanodispositivos de DNA e estamos otimistas de que este software pode ajudar a impulsionar isso."