Nanocamiones autónomos de ADN: una esperanza para hacer llegar sustancias a células específicas

Hasta hace no demasiado tiempo teníamos al ADN «sólo» como esa especie de DNI microscópico que predeterminaba nuestras características a nivel popular, pero poco a poco se le van descubriendo utilidades más allá de la membrana celular. Ahora un equipo de científicos han utilizado nanorobots ADN como transporte programado de medicamentos a escala molecular.

El trabajo en nanorobots de ADN no es estrictamente nuevo, de hecho en 2016 hablábamos precisamente de estas nuevas utilidades del ADN más allá de nuestro organismo (y a nuestra voluntad, en la medida de lo posible) citando en concreto un robot de ADN que había logrado construir un equipo de investigadores de la Escuela Médica de Harvard y hablando de otros usos de esta biomolécula como una especie de ordenadores biológicos. Ahora han ido más allá consiguiendo programar un transporte de una sustancia entre dos puntos específicos.

Unos camiones moleculares con autopilot

El logro ha sido por parte del equipo de investigadores liderado por Anupama Thubagere y Lulu Qian de Caltech (California), quienes lo han publicado en Science, y supone avanzar un poco más en una posible vía terapéutica al hacer posible que lleguen determinadas sustancias directamente a una célula diana.

El experimento puede suponer un avance hacia posibles vías terapéuticas

Para entender cómo lo han hecho quizás vaya bien repasar la estructura del ADN a modo básico y como recordatorio, dado que lo hicimos también al hablar del uso de ADN como «pendrive» de malware. El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una doble hélice cuyos eslabones son nucleótidos, los cuales pueden ser de cuatro tipos según una de sus partes (las bases nitrogenadas): adenina, citosina, guanina y timina (A, C, G y T).

El orden de estos ladrillos en las hebras al final determina que haya una información y otra. Es decir, las hebras de ADN son una sucesión de de A, C, G y T, de modo que si lo desenmarañamos podemos leer secuencias (ATTCACATTG…), y esto en la práctica (y en la célula) determinará la síntesis de proteínas y otros procesos (y al final cómo somos físicamente, etc.).

En esta representación esquemática del ADN puede entenderse la estructura: los nucleótidos serían cada uno de los eslabones que constituye esa cinta gris con una base nitrogenada (las estructuras de colores con pentágonos). En el centro se destacan dos puntos brillantes, los cuales representan los enlaces entre las bases nitrogenadas de una y otra hebra.

Lo que Thubagere y compañía han hecho es construir un robot de unos 20 nanómetros con 53 de estos nucleótidos (en una sola hebra), proveyéndolos de estructuras a modo de «brazos» o «piernas» de seis nanómetros para poder desplazarse. La manera de programar estos robots es en realidad una cuestión de compatibilidad y acción-reacción; cuando el robot pasa por una zona de descarga específica para lo que está transportando, éste depositará la carga al recibir una señal, de modo que si no es la zona adecuada seguirá «andando» hasta que la encuentre.

De momento esto se ha probado sobre una plataforma bidimensional de ADN, sobre la cual colocaron los robots con dos tipos de moléculas. Éstos se movían en paralelo a través de esta superficie hasta que daban con la zona específica y descargaban, registrándose unos 300 pasos por desplazamiento (diez veces más de lo que hasta ahora se había conseguido, según indican).

Una imagen conceptual del experimento: las columnas en doble hélice serían ese lecho de ADN sobre el que depositaron los robots (aparecen dos en la imagen), los cuales depositan la carga al encontrar el destino. (Fuente: Demin Liu)

La esperanza de llevar las terapias a otro nivel

La idea, explica Qian en Gizmodo, es que esto sea un principio para la construcción de «máquinas moleculares». De hecho, aunque pueda parecer complejo o poco práctico no es ni mucho menos que vemos cómo los científicos «juegan» a crear «máquinas moleculares», dado que incluso vimos una competición de coches moleculares con sus equipos y su particular circuito (que no es ni mucho menos algo doméstico, pero el hecho de que pueda llegarse a este componente lúdico marca que poco a poco va siendo una tarea menos complicada para los investigadores).

Queda por hacer, entre otras cosas lograr que estos nanorobots sean funcionales en un ambiente tan complejo como el que puede haber en un tejido celular, pero como decíamos puede ser un paso más hacia la determinación del ADN como método de transporte para fármacos u otras moléculas. Al ser un transporte específico para cierta región molecular, la idea es que pueda programarse para llegar a puntos como células cancerígenas y otras áreas cuyo acceso actualmente resulta difícil o implica demasiado riesgo.

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