Comment programmer des robots à ADN pour piquer et stimuler les membranes cellulaires –

Le Dr Matthew Baker de l’UNSW et le Dr Shelley Wickham de l’Université de Sydney ont codirigé l’étude, publiée récemment dans Recherche sur les acides nucléiques.

Il a découvert le meilleur moyen de concevoir et de construire des «nanostructures» d’ADN pour manipuler efficacement les liposomes synthétiques – de minuscules bulles qui ont traditionnellement été utilisées pour administrer des médicaments contre le cancer et d’autres maladies.

Mais en modifiant la forme, la porosité et la réactivité des liposomes, il existe des applications bien plus vastes, telles que la construction de petits systèmes moléculaires qui détectent leur environnement et répondent à un signal pour libérer une cargaison, telle qu’une molécule de médicament lorsqu’elle s’approche de sa cible.

L’auteur principal, le Dr Matt Baker de l’École de biotechnologie et de sciences biomoléculaires de l’UNSW, affirme que l’étude a découvert comment construire de “petits blocs” à partir d’ADN et a déterminé la meilleure façon d’étiqueter ces blocs avec du cholestérol pour qu’ils adhèrent aux lipides, les principaux constituants de cellules végétales et animales.

« Une application majeure de notre étude est la biodétection : vous pouvez coller des gouttelettes dans une personne ou un patient, car elles se déplacent dans le corps, elles enregistrent l’environnement local, les traitent et fournissent un résultat afin que vous puissiez « lire », l’environnement local, ” dit le Dr Baker.

La nanotechnologie des liposomes a pris de l’importance avec l’utilisation de liposomes aux côtés de vaccins à ARN tels que les vaccins Pfizer et Moderna COVID-19.

“Ce travail montre de nouvelles façons de mettre les liposomes en place, puis de les ouvrir juste au bon moment”, explique le Dr Baker.

“Ce qui est mieux, c’est parce qu’ils sont construits de bas en haut à partir de pièces individuelles que nous concevons, nous pouvons facilement boulonner et retirer différents composants pour changer leur façon de fonctionner.

Auparavant, les scientifiques avaient du mal à trouver les bonnes conditions de tampon pour les lipides et les liposomes afin de s’assurer que leurs «ordinateurs» d’ADN collaient réellement aux liposomes.

Ils ont également lutté pour trouver la meilleure façon de décorer l’ADN avec du cholestérol afin qu’il n’aille pas seulement jusqu’à la membrane, mais y reste aussi longtemps que nécessaire.

“Est-ce mieux à la périphérie ? Au centre ? Des tas ? Quelques-uns ? Le plus près possible de la structure, ou le plus loin possible ?”, explique le Dr Baker.

“Nous avons examiné toutes ces choses et avons montré que nous pouvions créer de bonnes conditions pour que les structures d’ADN se lient aux liposomes de manière fiable et” fassent quelque chose “.”

Le Dr Baker affirme que les membranes sont essentielles dans la vie car elles permettent la formation de compartiments et donc la séparation de différents types de tissus et de cellules.

« Tout cela repose sur le fait que les membranes sont généralement assez imperméables », dit-il.

“Ici, nous avons construit une nanotechnologie d’ADN totalement nouvelle où nous pouvons percer des trous dans les membranes, à la demande, pour pouvoir transmettre des signaux importants à travers une membrane.

“C’est en fin de compte la base dans la vie de la façon dont les cellules communiquent les unes avec les autres, et comment quelque chose d’utile peut être fabriqué dans une cellule puis exporté pour être utilisé ailleurs.”

Alternativement, chez les agents pathogènes, les membranes peuvent être rompues pour détruire les cellules, ou les virus peuvent se faufiler dans les cellules pour se répliquer.

Les scientifiques travailleront ensuite sur la façon de contrôler les pores basés sur l’ADN qui peuvent être déclenchés par la lumière pour développer des rétines synthétiques à partir de pièces entièrement nouvelles.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de Nouvelle-Galles du Sud. Original écrit par Diane Nazaroff. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.