Rebecca P. Chen concluye en su más reciente investigación que, con la tecnología adecuada, se puede programar el ADN para que en un futuro se puedan llevar a cabo mejoras en la lucha contra el cáncer.
Según Investigación y Desarrollo, el equipo liderado por Chen, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Delaware (Estados Unidos), “ha desarrollado una tecnología para programar cadenas de ADN como interruptores que activan y desactivan las proteínas”.
El ácido desoxirribonucleico o ADN es clave en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos y se transmite de padres y madres a sus hijos e hijas. El ADN contiene información genética para formar las proteínas: “la información genética – qué proteínas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una célula- se halla codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y debe traducirse para poder funcionar”. Es aquí donde el equipo de investigación de Delaware intervino para crear una tecnología capaz de programar el ADN.
El estudio publicado en Nature, Dynamic protein assembly by programmable DNA strand displacement [Conjunto de proteína dinámica por desplazamiento de cadena de ADN programable] utiliza la computación de ADN y “juega” con la información en código del ADN para “enviar mensajes”, creando un código binario debido a que nuestro ADN es, básicamente, “un código con cuatro componentes: guanina, adenina, citosina y timina”. Según explica Chen, “nuestro trabajo de cambio de proteínas es como jugar con Legos, excepto con bloques de proteínas. Al igual que los Legos, las proteínas brindan un espacio infinito para la creatividad (…) Estudios previos ya habían demostrado cuán poderosa puede ser la nanotecnología del ADN y también cuán importantes son las proteínas dentro de las células. Nosotros logramos unir ambos”.
Chen y su equipo hicieron varias pruebas para demostrar que la programación de los circuitos de ADN era posible. Para ello observaron cómo en bacterias E. coli y en células humanas, “las proteínas objetivo, se organizaron, ensamblaron y desmontaron siguiendo las instrucciones de los expertos”.
La investigadora explica a Nature su contribución: “Dadas las sencillas reglas de diseño de nuestros circuitos, pude reprogramar con éxito el circuito para dirigir miRNA de cáncer muy suavemente. Después de etiquetar el circuito (…), encontré que la activación del profármaco correspondía directamente al circuito que estaba siendo activado por el miARN objetivo.”
Pero ¿cómo funciona la tecnología que han desarrollado? En el caso de células cancerígenas, determinados microARN (pequeñas moléculas de ARN) están presentes en estas células, pero no lo están en las células sanas. El equipo observó la organización de los nucleótidos “para activar el profármaco del cáncer en presencia de microARN de cáncer, pero permanecer inactivo y no tóxico en un entorno no canceroso donde faltan los microARN. Cuando los microRNAs del cáncer estaban presentes y podían activar el circuito de ADN, las células no podían crecer. Cuando el circuito se apaga, las células crecen normalmente”.
En el futuro, los y las científicas podrán tratar una gran variedad de enfermedades desde la base, programando las proteínas adecuadas, facilitando las instrucciones necesarias en la secuencia de ADN.
