Robótica

Biocomputadores moleculares implantáveis poderão revolucionar a Medicina

David Baron - 24/05/2007

Biocomputadores moleculares implantáveis poderão revolucionar a Medicina
Os cálculos de um biocomputador, embora matematicamente simples, poderão permitir que os pesquisadores construam bio-sensores ou sistemas de aplicação de medicamentos capazes de selecionar tipos específicos ou grupos de células no corpo humano. [Imagem: Kobi Benenson/Harvard]

Biocomputadores

Pesquisadores das universidades de Princeton e Harvard, ambas nos Estados Unidos, deram um passo crucial rumo à construção de computadores biológicos, minúsculos dispositivos implantáveis que podem monitorar as atividades e o comportamento das células humanas.

Esses "médicos moleculares", construídos inteiramente de DNA, RNA e proteínas, são capazes de coletar informações que poderão revolucionar a medicina ao direcionar as terapias somente para as células ou tecidos doentes.

"Cada célula humana já tem todas as ferramentas necessárias para construir esses biocomputadores por si mesmas," diz o pesquisador Yaakov Benenson. "Tudo o que deve ser acrescentado é um projeto genético da máquina e nossa própria biologia fará o resto. Suas células irão literalmente construir esses biocomputadores para você."

Computação celular

Resolvendo equações de lógica booleana no interior das células, esses autômatos moleculares irão detectar qualquer coisa, da presença de um gene mutante até a atividade dos genes no interior da célula.

Os "inputs" dos biocomputadores são o RNA, as proteínas e os compostos químicos encontrados no citoplasma; as moléculas de "saída", indicadoras da presença de sinais reveladoras de doenças são facilmente reconhecidas com equipamentos básicos de laboratório.

"Atualmente nós não dispomos de ferramentas para ler sinais celulares," explica Benenson. "Esses biocomputadores conseguem traduzir assinaturas celulares complexas, tais como a atividade de múltiplos genes, em uma saída que pode ser lida facilmente. Eles podem até mesmo ser programados para transformar automaticamente a saída em uma ação concreta, o que quer dizer que eles tanto podem ser usados para marcar uma célula para que um médico faça o tratamento, como para acionar eles mesmos uma ação terapêutica."

Terapias dirigidas

Benenson e seus colegas demonstraram em seu artigo que os biocomputadores podem funcionar em células do rim humano em cultura.

Agora eles estão estudando a capacidade que o biocomputador tem de monitorar e interagir com alterações intracelulares, tais como mutações ou nível anormais de genes. Os cientistas também desenvolveram um quadro conceitual por meio do qual vários fenótipos podem ser representados logicamente.

Os cálculos de um biocomputador, embora matematicamente simples, poderão permitir que os pesquisadores construam bio-sensores ou sistemas de aplicação de medicamentos capazes de selecionar tipos específicos ou grupos de células no corpo humano.

Autômatos moleculares poderão permitir aos médicos alvejar apenas células cancerosas ou doentes por meio de uma sofisticada integração dos sinais intracelulares representativos das doenças, sem alterar em nada as células sadias.

Bibliografia:

A universal RNAi-based logic evaluator that operates in mammalian cells
Keller Rinaudo, Leonidas Bleris, Rohan Maddamsetti, Sairam Subramanian, Ron Weiss, Yaakov Benenson
Nature Biotechnology
21 May 2007
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nbt1307
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