Mano nanorobótica hecha de ADN captura virus para detectarlos o inhibirlos

Los investigadores han desarrollado una “mano” en miniatura de cuatro dedos a partir de un único fragmento de ADN, diseñada para detectar el virus responsable de la COVID-19 con alta sensibilidad e incluso evitar que las partículas virales entren en las células y provoquen una infección. Esta mano nanorobótica, conocida como NanoGripper, se puede personalizar para interactuar con otros virus o identificar marcadores de la superficie celular, lo que podría permitir la administración de medicamentos específicos, como los tratamientos contra el cáncer.

Inspirándose en la capacidad de agarre de las manos humanas y las garras de las aves, los investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign (Champaign, IL, EUA) diseñaron el NanoGripper, que consta de cuatro dedos flexibles y una palma, todos formados a partir de una nanoestructura de ADN. Cada dedo presenta tres articulaciones, similares a un dedo humano, con su ángulo de flexión controlado por el diseño del andamiaje de ADN. Los dedos incluyen aptámeros de ADN, moléculas diseñadas para unirse específicamente a objetivos como la proteína de pico del virus COVID-19, lo que hace que los dedos se doblen y rodeen el objetivo. La base del NanoGripper puede adherirse a superficies u otros complejos, lo que lo hace adecuado para aplicaciones biomédicas, como la detección o la administración de medicamentos. Para la detección de COVID-19, los investigadores integraron el NanoGripper con un sensor de cristal fotónico, lo que dio como resultado una prueba rápida de COVID-19 de 30 minutos que coincide con la sensibilidad de las pruebas qPCR tradicionales utilizadas en los hospitales, que, si bien son precisas, demoran más que las pruebas caseras.

Además de su utilidad en el diagnóstico, el NanoGripper tiene aplicaciones potenciales en la medicina preventiva. Los investigadores descubrieron que cuando se introdujeron los NanoGrippers en cultivos celulares expuestos al COVID-19, las pinzas rodearon los virus, impidiendo que las proteínas de la espícula viral se unieran a los receptores celulares, lo que previene eficazmente la infección. En su artículo publicado en Science Robotics, los investigadores explican que el NanoGripper se puede modificar fácilmente para atacar a otros virus, como la gripe, el VIH o la hepatitis B. Además, prevén utilizar el NanoGripper para la administración dirigida de fármacos, donde los dedos podrían diseñarse para reconocer marcadores específicos del cáncer y administrar agentes terapéuticos directamente a las células afectadas.

“Este enfoque tiene un potencial mayor que los pocos ejemplos que demostramos en este trabajo”, dijo Xing Wang, profesor de bioingeniería y química en la Universidad de Illinois, quien dirigió el equipo de investigación. “Hay algunos ajustes que tendríamos que hacer con la estructura 3D, la estabilidad y los aptámeros o nanocuerpos de destino, pero hemos desarrollado varias técnicas para hacer esto en el laboratorio. Por supuesto, requeriría muchas pruebas, pero las posibles aplicaciones para el tratamiento del cáncer y la sensibilidad lograda para aplicaciones de diagnóstico muestran el poder de la nanorrobótica blanda”.