“Doctorul” viitorului ar putea încăpea într-o celulă

Cea mai mare fantezie a unui biolog este un “doctor” de dimensiuni microscopice + atât de mic încât să poată “locui” în interiorul unei celule. Acest “medic” minuscul, cel mai probabil un dispozitiv fabricat din ADN, ar pune diagnosticul prin observarea moleculelor ce plutesc în jurul corpului şi care semnalizează apariţia unei anumite boli. Totodată, “doctorul” ar putea el însuşi să elibereze medicamentul potrivit în organism.

Cu toate că tehnologia nu ne permite, încă, să visăm atât de departe, specialiştii au reuşit să facă un prim pas spre această evoluţie, concepând un sistem care detectează problemele la nivel celular.
Frecvent, bolile apar din cauza unor proteine care nu-şi îndeplinesc corect funcţia aceea de a regla diversele procese care au loc în corp.

Proteinele sunt sintetizate pornind de la informaţia genetică din ADN. Mai întâi ADN-ul este transcris într-o moleculă mARN (ARN mesager), iar pe baza acestei informaţii sunt sintetizate proteinele, proces numit translaţie. Prin urmare, verificând corectitudinea informaţiei genetice din mARN, specialiştii pot afla dacă o proteină funcţionează anormal.

Primul biocomputer (un sistem constituit din biomolecule ca ADN şi proteine şi care realizează operaţii precum stocarea şi procesarea de date) utilizat de oamenii de ştiinţă făcea exact această verificare. El era format dintr-o catenă de ADN şi o enzimă numită nuclează, capabilă să "taie" catena de ADN in anumite locuri specifice.

ADN-ul a fost conceput pentru a se lega de mARN ce codifica sinteza unor proteine specifice, cunoscute a fi implicate în anumite tipuri de cancer. Odată legate, dacă mARN era anormal, enzima "tăia" ADN-ul într-un anumit mod, în timp ce dacă era normală îl tăia într-un mod diferit.

Dacă mARN era anormal, tăierea ducea la producerea unui fragment de ADN care se cupla cu mARN şi îl împiedica să intervină în translaţie, blocând deci sinteza proteinei defecte. Deşi acest model a fost testat doar în laborator, el era unul promiţător.

În prezent, specialiştii au adaptat sistemul pentru a funcţiona nu numai pe baza mARN, ci şi a altor tipuri de molecule care pot fi implicate în apariţia unor boli: microARN (care reglează funcţia mARN), anumite proteine şi molecule mici precum ATP.

Având în vedere că disfuncţiile care produc boli pot să implice orice combinaţii ale acestor molecule, noul sistem oferă un diagnostic mai precis decât cel bazat pe mARN.

Deşi sistemul este deocamdată în stadiul testelor de laborator, mulţi cercetători caută o metodă de a introduce aceşti "doctori" minusculi în celulă. O cale ar fi cea care foloseşte "cutiuţe origami" realizate din ADN, care se deschid atunci când sunt prezenţi markerii specifici anumitor afecţiuni.

În ciuda acestor progrese, sistemul este încă departe de a putea fi utilizat în practică; el poate fi, însă, folosit în laborator pentru teste şi cercetări asupra markerilor ce indică prezenţa unor boli.

Sursa: Discover