Sistemas artificiales hechos de ADN

Unos investigadores han revisado las ideas más prometedoras para hacer posible el ensamblaje de moléculas de ADN a fin de formar nanoestructuras complejas y a medida, de tal modo que dichas estructuras puedan emplearse en terapias y en aplicaciones bionanotecnológicas.

En las conclusiones de su investigación, 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. Estas nanoestructuras de ADN tendrán aplicaciones en la medicina molecular, incluyendo algunas que supondrán un nuevo enfoque en la lucha contra el cáncer. Las estructuras de ADN hechas “a la carta” podrían detectar las células que hayan sido seleccionadas como objetivos y liberar selectivamente su carga molecular (fármacos o anticuerpos) en el interior de ellas.

Actualmente, los programas y las técnicas para diseñar y simular nanoestructuras de ADN son extremadamente potentes y fáciles de usar, y por tanto los investigadores pueden construir de manera sencilla sus propios objetos de ADN para variados usos, tal como subraya Linko. El gran “boom” en el campo de la nanotecnología estructural de ADN ocurrió en 2006, cuando Paul Rothemund introdujo una técnica conocida como “origami de ADN”. Este método es el punto de partida para prácticamente todos los demás enfoques sencillos de diseño mediante ADN disponibles en la actualidad.

Nanoestructuras del tipo conocido como “origami de ADN” recubiertas con proteínas de virus. Con la ayuda de la encapsulación de proteínas, y aprovechando capacidades víricas de camuflaje, los origamis de ADN pueden ser transportados hasta las células humanas de forma mucho más eficiente. (Foto: Veikko Linko y Mauri Kostiainen)

La característica más importante de una nanoestructura basada en ADN es su modularidad. Las estructuras de ADN pueden fabricarse con precisión nanométrica, y sobre todo, pueden enlazarse a ella con la misma precisión otras moléculas, como ARN, proteínas, péptidos y fármacos. 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. Además, los investigadores de la universidad de Aalto y de la de Jyväskylä, también en Finlandia, han mostrado recientemente cómo pueden utilizarse origamis de ADN en la fabricación eficiente de nanopartículas metálicas con formas a la medida, que podrían usarse en varios campos de la ciencia de los materiales.

En la medicina molecular, los diminutos dispositivos basados en el ADN podrían emplearse no solo para detectar moléculas individuales, sino también para modular la señalización celular. En un futuro próximo, robots de ADN lo bastante sofisticados podrían incluso ser usados en la creación de sistemas inmunitarios artificiales. Un sistema basado en dispositivos de ADN a la carta podría ayudar a evitar los tratamientos con fármacos, dado que los nanorrobots de ADN programados podrían detectar en el torrente sanguíneo varios agentes delatadores de la presencia de microorganismos invasores, y comenzar de inmediato la batalla contra estos gérmenes nocivos.