Imagine se os cientistas pudessem capturar partículas de vírus da mesma forma que pegamos uma bola de tênis ou uma clementina, e evitar que infectem as células. Bem, cientistas em Illinois construíram uma mão microscópica de quatro dedos para fazer exatamente isso.
Uma equipa de cientistas, liderada por Xing Wang, da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, criou uma mão minúscula, apelidada de NanoGripper, a partir de um único pedaço de ADN dobrado que pode agarrar partículas de covid-19. Suas descobertas, detalhadas em um relatório de 27 de novembro estudar publicado na revista Robótica Científicademonstram que a mão pode realizar um teste rápido para identificar o vírus e também evitar que as partículas infectem células saudáveis. Embora o estudo tenha se concentrado especificamente no vírus da covid-19, os resultados têm implicações importantes para inúmeras condições médicas.
“Queríamos fazer um robô de material macio, em nanoescala, com funções de captura nunca antes vistas, para interagir com células, vírus e outras moléculas para aplicações biomédicas”, disse Wang em uma universidade. declaração. “Estamos usando DNA por suas propriedades estruturais. É forte, flexível e programável. No entanto, mesmo no campo do origami de DNA, isso é novo em termos de princípio de design. Dobramos uma longa cadeia de DNA para frente e para trás para formar todos os elementos, tanto as peças estáticas quanto as móveis, em uma única etapa.”
O NanoGripper possui quatro dedos articulados e uma palma. Os dedos são programados para se fixarem em alvos específicos – no caso da covid-19, a infame proteína spike do vírus – e cercá-los. De acordo com o estudo, quando os investigadores expuseram células com NanoGrippers à covid-19, os mecanismos de preensão das mãos impediram que as proteínas do pico viral infectassem as células.
“Seria muito difícil aplicá-lo depois de uma pessoa estar infectada, mas existe uma forma de o podermos utilizar como terapêutica preventiva”, explicou Wang. “Poderíamos fazer um composto antiviral para spray nasal. O nariz é o foco de vírus respiratórios, como cobiça ou gripe. Um spray nasal com o NanoGripper pode impedir que vírus inalados interajam com as células do nariz.”
A mão também está equipada com um sensor único que detecta a covid-19 em 30 minutos com a precisão dos já familiares testes moleculares qPCR usados em hospitais.
“Quando o vírus é segurado na mão do NanoGripper, uma molécula fluorescente é acionada para liberar luz quando iluminada por um LED ou laser”, disse Brian Cunningham, um dos colegas de Wang no estudo, também da Universidade de Illinois Urbana-Champaign. “Quando um grande número de moléculas fluorescentes está concentrado em um único vírus, ele se torna brilhante o suficiente em nosso sistema de detecção para contar cada vírus individualmente.”
Como um verdadeiro canivete suíço, os cientistas poderiam modificar o NanoGripper para potencialmente detectar e capturar outros vírus, incluindo HIV, gripe ou hepatite B, conforme detalhado no estudo. O “lado do pulso” do NanoGripper também poderia ser acoplado a outra ferramenta biomédica para funções adicionais, como administração direcionada de medicamentos.
Wang, no entanto, pensa ainda mais do que os vírus: o câncer. Os dedos poderiam ser programados para atingir as células cancerígenas da mesma forma que atualmente identificam as proteínas spike da covid-19 e, em seguida, fornecer tratamentos direcionados ao combate ao câncer.
“É claro que seriam necessários muitos testes, mas as aplicações potenciais para o tratamento do câncer e a sensibilidade alcançada para aplicações de diagnóstico mostram o poder da nanorobótica suave”, concluiu Wang.
Esperamos que os NanoGrippers possam dar aos cientistas a capacidade de capturar a próxima pandemia pelas nanobolas.
