Una "mano robótica" a nanoescala hecha de ADN podría usarse para detectar virus

Una diminuta mano fabricada con ADN tiene dedos articulados que se pueden usar para agarrar objetos pequeños, como nanopartículas de oro o virus, según un nuevo estudio. Los cuatro dedos de la nanomano están unidos a una “palma” para formar una cruz cuando la mano está abierta: cada dedo tiene solo 71 nanómetros de largo y tres articulaciones, al igual que un dedo humano.

Un equipo de investigadores liderado por Xing Wang, de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, construyó una nanomano utilizando un método llamado “origami de ADN”, en el cual una única hebra larga de ADN o ácido desoxirribonucleico se entrelaza con piezas de ADN más cortas, que posteriormente se emparejan con secuencias específicas en la hebra más larga. Esta “mano robótica” podría emplearse para extraer y eliminar virus, entre otras potenciales e importantes aplicaciones. 

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Un método eficaz

Aunque este mismo método se puede utilizar para crear formas complejas y objetos de diferentes tamaños, desde mapas hasta nanoturbinas giratorias, en esta ocasión se ha empleado para crear las diminutas manos robóticas, según explican los científicos en un nuevo estudio, publicado recientemente en el repositorio en línea Biorxiv. 

¿Por qué elegir el ADN como material? Los especialistas explicaron que el ADN ha demostrado una gran biocompatibilidad, propiedades mecánicas programables y capacidad de direccionamiento estructural a escala nanométrica, convirtiéndose en un material versátil para construir nanorobótica de alta precisión para aplicaciones biomédicas. De esta forma, se transformó en la opción ideal en este caso. 

Pruebas superadas

Según un artículo publicado en New Scientist, los investigadores realizaron una serie de experimentos con el objetivo de comprobar la capacidad de agarre de las nanomanos: por ejemplo, agregaron partículas de oro de entre 50 y 100 nanómetros de ancho en una estructura y los dedos de las pequeñas manos robóticas fueron capaces de sujetar estas partículas y retirarlas.

En otra prueba muy importante, agregaron fragmentos adicionales de ADN que se unen a la proteína espiga del virus SARS-CoV-2, responsable de la última pandemia por coronavirus. Las nanomanos demostraron ser capaces de extraer los virus e impedir que las células que crecían en un cultivo lleguen a infectarse. 

Funciones adicionales y resistencia

Además de la capacidad de agarre demostrada por las manos robóticas de ADN, Wang y sus colegas también diseñaron una función para que las nanomanos puedan emitir fluorescencias cuando se unieran a un virus específico, algo que podría ayudar a detectar dichos agentes infecciosos en diversos contextos. Ahora, están estudiando la posibilidad de que los dispositivos puedan usarse para introducir medicamentos en las células, en lo que sería otra función clave en el campo de la salud.

Una ventaja de las nanomanos para este tipo de aplicaciones es que las enzimas de la sangre descomponen rápidamente el ADN normal, pero las estructuras de origami de ADN son más estables, favoreciendo así sus posibilidades de uso en el cuerpo humano. Además, es posible “adaptarlas” para que duren aún más utilizando luz ultravioleta: esto creará enlaces adicionales entre los hilos o hebras de ADN.

Referencia

Designer DNA NanoGripper. Lifeng Zhou, Xing Wang et al. Biorxiv (2023). DOI:https://doi.org/10.1101/2023.04.26.538490