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Robótica

Nanorrobôs de DNA dão primeiros passos rumo à luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/02/2012

Nanorrobôs de DNA dão primeiros passos rumo à luz
O nanorrobô de DNA (fechado, no alto à esquerda) é um grande avanço em relação às nanopartículas porque ele se abre automaticamente quando encontra a célula que está procurando.
[Imagem: Campbell Strong/Shawn Douglas/Gael McGill]

Carregador de medicamentos

Pesquisadores construíram um nanorrobô de DNA que transporta pequenas cargas até células individuais, de forma a controlar ou alterar seu funcionamento.

Capaz de carregar diferentes doses de moléculas até as células-alvo, o nanorrobô representa um grande avanço em relação aos atuais sistemas de transporte de medicamentos no interior do corpo, que geralmente se baseiam em nanopartículas.

O maior interesse dos pesquisadores é enviar moléculas para células de câncer, para que estas disparem seu processo de autodestruição, chamado apoptose.

Shawn Douglas e seus colegas da Universidade de Harvard usaram uma técnica chamada origami de DNA, que dobra as fitas de DNA para criar formatos 3D complexos.

Nanorrobô-barril

O nanorrobô tem um formato hexagonal, que lembra um barril, com as duas metades unidas por uma "dobradiça".

Fitas especiais de DNA mantêm-no fechado, guardando as moléculas do medicamento em seu interior.

Quando essas fitas de DNA, que fecham o depósito, encontram as proteínas para as quais foram projetadas, elas se reconfiguram, fazendo com que as duas metades do barril se abram, liberando o medicamento.

Nos testes, o nanorrobô se mostrou capaz de reconhecer as células de dois tipos de câncer, a leucemia e o linfoma.

Navegando com a corrente

O nanorrobô de DNA é um grande avanço em relação às nanopartículas porque ele age automaticamente quando encontra a célula que está procurando.

As nanopartículas geralmente grudam na célula, e ficam esperando um comando externo, que pode vir na forma de luz, calor ou um campo magnético.

Mas o nanorrobô da equipe de Harvard ainda tem uma deficiência: ele precisa ser solto na corrente sanguínea, e literalmente navega com a corrente, de forma totalmente passiva, já que não tem motores.

Nanorrobôs de DNA dão primeiros passos rumo à luz
As pernas do nanorrobô firmam-se em ligações químicas frágeis sobre uma espécie de trilho, também feito de DNA, e estas ligações são controladas por luzes de diferentes cores, como um semáforo.
[Imagem: Wiley]

Caminhando para a luz

Mingxu You e seus colegas da Universidade da Flórida deram um passo adiante - ou melhor, vários passos adiante.

Eles construíram um nanorrobô de DNA bípede, que anda sozinho, controlado por luz.

Já existem nanorrobôs de DNA que andam, e até nanorrobôs que podem ser programados, mas todos eles se movimentam acionados por reações químicas, o que é um processo muito demorado e trabalhoso, ainda distante de qualquer aplicação prática.

Por exemplo, uma vez suprido o componente químico que faz o nanorrobô andar, ele vai andar até que seu "combustível" acabe.

Já a luz possibilita um controle muito mais preciso e flexível, permitindo que o robô ande e pare quando for necessário, além de oferecer uma resolução espacial muito mais elevada.

Nanorrobôs andarilhos

As pernas do nanorrobô firmam-se em ligações químicas frágeis sobre uma espécie de trilho, também feito de DNA.

A luz de diferentes cores libera cada uma das pernas alternadamente, permitindo que o robô ande.

Até agora o novo nanorrobô só conseguiu fazer caminhadas de 21 nanômetros de extensão, mas os pesquisadores afirmam que isto é apenas uma prova de conceito, e que ele vai andar muito mais no futuro.

E eles estão sonhando alto: "No futuro, nós queremos demonstrar aplicações reais desses nanorrobôs andarilhos, tais como o transporte de cargas, a sintetização de novos materiais e o controle de processos biológicos," afirmou Weihong Tan, coordenador da equipe.

Bibliografia:

Artigo: A Logic-Gated Nanorobot for Targeted Transport of Molecular Payloads
Autores: Shawn M. Douglas, Ido Bachelet, George M. Church
Revista: Science
Data: 1 Feb 2012
Vol.: 335 - 831-834
DOI: 10.1126/science.1214081

Artigo: An Autonomous and Controllable Light-Driven DNA Walking Device
Autores: Mingxu You, Yan Chen, Xiaobing Zhang, Haipeng Liu, Ruowen Wang, Kelong Wang, Kathryn R. Williams, Weihong Tan
Revista: Angewandte Chemie International Edition
Vol.: Early View
DOI: 10.1002/anie.201107733






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