Atualidades
Tratamento de doença renal com origami de ADN
2018.11.9
Todos os anos, existem cerca de 13,3 milhões de novos casos de lesão renal aguda (LRA), uma condição grave. Anteriormente conhecida como insuficiência renal aguda, a doença produz uma rápida acumulação de resíduos nitrogenados e diminui a produção de urina, geralmente dentro de horas ou dias após o início da doença. É ainda responsável por 1,7 milhões de mortes anualmente.

Os pacientes com doença renal frequentemente têm outras doenças associadas, incluindo uma alta incidência de doença cardiovascular e malignidade. A doença renal aguda pode ser induzida por meio do processo de stresse oxidativo, que resulta de um aumento nos resíduos de oxigênio, conhecidos como espécies reativas de oxigênio, que causam danos aos lípidos, proteínas e ADN. Isso pode ocorrer quando o equilíbrio de radicais livres e defesas anti-oxidantes  fica desestabilizado, causando inflamação e acelerando a progressão da doença renal.



Numa nova investigação publicada na revista Nature Biomedical Engineering, Hao Yan e os seus colegas da Universidade de Wisconsin-Madison e na China descrevem um novo método para tratar e prevenir a LRA. A técnica proposta envolve o uso de pequenas formas de auto-montagem medindo apenas bilionésimos de um metro de diâmetro.



As formas têm geometria triangular, tubular e retangular são projetadas e construídas usando um método conhecido como origami de ADN. Aqui, as propriedades de emparelhamento de bases dos quatro nucleótidos do ADN são usadas para projetar e fabricar nanoestruturas de origami de ADN (DONs), que se auto-estruturam e se acumulam preferencialmente nos rins.



"A colaboração interdisciplinar entre a nanomedicina e a equipa de imagem in vivo liderada pelo professor Weibo Cai da Universidade de Wisconsin-Madison e a equipa de nanotecnologia de ADN levou a uma nova aplicação - aplicação de nanoestruturas de origami de ADN para tratar a lesão renal aguda" diz. "Isso representa um novo horizonte para a pesquisa de nanotecnologia de ADN."



Experiências descritas no novo estudo - realizado em ratos, bem como em células renais embrionárias humanas - sugerem que os DONs atuam como um protetor de rim rápido e ativo e também podem aliviar os sintomas de LRA. A distribuição de DONs foi examinada com tomografia por emissão de positrões (PET). Os resultados mostraram que as nanoestruturas retangulares foram particularmente bem sucedidas, protegendo os rins de danos tão efetivamente quanto a principal terapia medicamentosa e, aliviando uma fonte importante de LRA conhecida como stresse oxidativo.



O estudo é o primeiro a explorar a distribuição de nanoestruturas de ADN num sistema vivo, por meio de imagens quantitativas com PET e abre caminho para uma série de novas abordagens terapêuticas para o tratamento da LRA, assim como outras doenças renais.



O presente estudo marca a primeira investigação de nanoestruturas de origami de ADN dentro de organismos vivos, usando imagens quantitativas para rastrear o seu comportamento. A imagem PET usada no estudo permitiu um método quantitativo e confiável em tempo real para estudar a circulação de DONs num organismo vivo e avaliar sua distribuição fisiológica. Os DONs retangulares foram identificados como a terapia mais efetiva para o tratamento da LRA em ratos, com base na análise PET.



Os efeitos protetores e terapêuticos dos DONs descritos no novo estudo devem-se à capacidade das nanoestruturas de capturar espécies reativas de oxigênio, isolando assim as células vulneráveis ​​dos danos causados ​​pelo stresse oxidativo. Este efeito foi estudado em linhas celulares de rim embrionário humano, bem como em ratinhos vivos. A acumulação de nanoestruturas em rins saudáveis ​​e doentes forneceu um efeito terapêutico aumentado em comparação com a terapia tradicional de LRA.


https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181108142315.htm
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