Sistemas artificiales combinados ADN ¿es posible?

dna-origami-artificialEn 1982, el científico Nadrian C. Seeman, inspirándose en los grabados del pintor holandés M.C. Escher, fue el primero en imaginar la posibilidad de combinar varias moléculas pequeñas de ADN ramificado y ensamblarlas aprovechando su capacidad de plegamiento a través de su doble hélice.

Esta capacidad la ha ido describiendo y creando a través del tiempo una serie de aplicaciones con estas moléculas de ADN plegado y diseñado.

Carbone A, Seeman NC. Circuits and programmable self-assembling DNA structures. Proc Natl Acad Sci USA. 1 de octubre de 2002;99(20):12577-82. Accesible a texto completo

En el año 2006 Paul Rothemund describió una técnica conocida como “origami de ADN” que se trata de aprovechar las capacidades de plegamiento de la molécula de ADN para formar superestructuras complejas. Este método es el punto de partida para prácticamente todos los demás enfoques sencillos de diseño mediante ADN disponibles en la actualidad.

Rothemund PWK, Papadakis N, Winfree E. Algorithmic self-assembly of DNA Sierpinski triangles. PLoS Biol. diciembre de 2004;2(12):e424. Accesible a texto completo

A partir de todos estos estudios previos, el equipo de Veikko Linko, de la Universidad de Aalto en Finlandia, perfila las propiedades superiores de las nanoestructuras de ADN, y cómo estas características permiten el desarrollo de eficientes nanomáquinas hechas de ADN y calificables como biológicas.

De esta forma podemos crear estructuras encapsuladas encerrando un contenido determinado (fármaco, quimioterápico, anticuerpos) que se va a liberar de manera específica en una serie de células determinadas o tejidos concretos.

Linko V, Ora A, Kostiainen MA. DNA Nanostructures as Smart Drug-Delivery Vehicles and Molecular Devices. Trends Biotechnol. octubre de 2015;33(10):586-94.Accesible a texto completo

La modularidad de estas superestructuras hace que puedan ensamblarse con otras moléculas biológicas como fragmentos de ARN, proteínas o fármacos e incluso con nanopartículas metálicas. Tan alta precisión puede ser explotada para crear dispositivos ópticos de tamaño nanoscópico, así como plataformas moleculares y códigos de barras para varias técnicas de toma de imágenes y análisis

Shen B, Linko V, Tapio K, Kostiainen MA, Toppari JJ. Custom-shaped metal nanostructures based on DNA origami silhouettes. Nanoscale. 14 de julio de 2015;7(26):11267-72. Abstract

Estas diminutas cápsulas construidas con moléculas de ADN podrían emplearse para modular la señalización celular creando “robots” de ADN lo bastante sofisticados como para crear sistemas inmunitarios artificiales.

La magia de la estructura en doble hélice del DNA no es una novedad.

El futuro de la nanorobótica combinado con la ingeniería molécular está abierto.

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