Informações genéticas e material biológico armazenados em estado sólido

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/08/2023

Representação gráfica de comprimidos de produtos biológicos em estado sólido dissolvidos em água (à esquerda), ativando o maquinário biológico para fabricação sob demanda (à direita).
[Imagem: Ehsan Faridi and Ehsan Keshavarzi (Inmywork Studio)]

Material genético armazenado em estado sólido

Cientistas desenvolveram um novo método para armazenar materiais biológicos, como RNA e proteínas, em estado sólido, parecido com uma pílula ou comprimido, que se dissolve em água para ser usado quando necessário.

A inovação oferece uma nova maneira de superar as limitações atuais no armazenamento e manuseio de produtos derivados de células vivas, usadas para diversos fins de saúde e pesquisa científica.

Os materiais biológicos que são frequentemente usados no desenvolvimento de novos medicamentos e ferramentas de teste de diagnóstico, como mRNA, enzimas e anticorpos, são altamente sensíveis às mudanças nas condições ambientais durante o armazenamento, transporte e manuseio. Quando não são armazenados e manuseados adequadamente, podem se degradar ou se tornar inativos. O resultado é uma limitação fundamental na logística, envolvendo sobretudo o acesso a comunidades carentes e com recursos limitados.

"Assim com os comprimidos mudaram a forma como tomamos medicamentos, a nova plataforma de armazenamento em estado sólido abre novas possibilidades de como manuseamos e usamos materiais biológicos, liberando o potencial para terapias existentes e biotecnologias emergentes," disse o Dr. Javin Oza, da Universidade Estadual Politécnica da Califórnia.

Salvo algumas exceções, materiais biológicos estão atualmente limitados a serem armazenados como líquidos congelados ou refrigerados e pós liofilizados - ainda estão recentes na memória os problemas envolvendo a distribuição de vacinas contra a covid.

E, como o campo da biotecnologia está crescendo rapidamente, os impactos potenciais se estendem além dos cuidados de saúde e atingem a biomanufatura, educação e pesquisa. A inovação provavelmente também afetará a maneira como os produtos biológicos são transportados ao redor do mundo e ao espaço para a produção sob demanda de terapias que salvam vidas.

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Amostras sólidas de material genético. Basta adicionar água para fazer o sequenciamento genético pelos métodos tradicionais.
[Imagem: August W. Brookwell et al. - 10.1021/acssynbio.3c00111]

Reativação das células

Para testar a capacidade da plataforma de armazenamento em estado sólido de suportar uma mistura complexa de produtos biológicos, a equipe solidificou o maquinário de decodificar informações genéticas para produzir RNA e proteínas das bactérias Escherichia coli.

Quando o composto sólido foi posto em água, o maquinário foi reativado, permitindo decodificar a informação genética como se ela ainda estivesse dentro de uma célula viva. A equipe deu ainda um passo adiante, demonstrando que as ferramentas biotecnológicas de ponta, como a CRISPR, podem ser usadas normalmente para decodificar as informações genéticas após o armazenamento em estado sólido.

Para utilização em campo, o armazenamento em estado sólido tem o benefício adicional de ser simples de usar, reduzindo a necessidade de treinamento de técnicos especializados, facilitando ainda mais o acesso no ponto de necessidade.

Serão necessárias algumas melhorias adicionais para atender a casos de uso específicos. Por exemplo, os pesquisadores antecipam que a deposição de revestimentos sobre o material já solidificado poderá tornar o armazenamento em estado sólido mais adequado a ambientes extremos, como calor, umidade e produtos químicos. Além disso, abre-se a possibilidade de desenvolver comprimidos de medicamentos biológicos, que hoje só podem ser tomados na forma de injeções.

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