Herramienta revolucionaria podría enfrentar futuras pandemias con respuesta acelerada

(Noticias de Nanowerk) En la búsqueda de ingredientes farmacéuticos activos, como nuevas vacunas, la industria escaneará de forma rutinaria miles de moléculas candidatas relacionadas. Una nueva tecnología lo hace posible a nanoescala con un uso mínimo de materiales y energía.

La obra está publicada en química natural («Fusión de liposomas de partícula única multiplexada combinatoria mediada por ADN»).

Se pueden sintetizar y analizar más de 40.000 moléculas diferentes en un área más pequeña que la cabeza de un alfiler. El método, desarrollado a través de un esfuerzo de investigación altamente interdisciplinario en Dinamarca, promete reducir drásticamente los costos materiales, energéticos y económicos para las compañías farmacéuticas.

El proceso funciona mediante el uso de burbujas de jabón como nanocontenedores. Usando nanotecnología de ADN, se pueden mezclar múltiples ingredientes en los contenedores. Nano El método funciona con pompas de jabón como nano contenedores. Usando nanotecnología de ADN, se pueden mezclar múltiples ingredientes en los contenedores. (Imagen: Nikos Hatzakis)

«Los volúmenes son tan pequeños que el consumo de material se puede comparar con el uso de un litro de agua y un kilogramo de material en lugar de los volúmenes totales de agua de todos los océanos para probar el material equivalente a la masa total del Monte Everest. Este es un ahorro sin precedentes en esfuerzo, material, mano de obra y energía”, explica el líder del equipo Nikos Hatzakis, profesor asociado del Departamento de Química de la Universidad de Copenhague.

«Ahorrar cantidades infinitas de tiempo, energía y mano de obra sería fundamental para cualquier desarrollo de síntesis y evaluación de fármacos», dice la estudiante de doctorado Mette G. Malle, autora principal del artículo y actualmente investigadora postdoctoral en la Universidad de Harvard, EE. UU.

Resultados en solo siete minutos

El trabajo se llevó a cabo en colaboración entre el grupo Hatzakis de la Universidad de Copenhague y el profesor asociado Stefan Vogel de la Universidad del Sur de Dinamarca. El proyecto fue apoyado por un Centro de Excelencia de la Fundación Villum. La solución resultante se llama «Fusión de nanocontenedores lípicos combinatorios de partículas únicas basada en fusión mediada por ADN» – SPARCLD para abreviar.

El gran avance implica la integración de elementos de disciplinas normalmente bastante distantes: bioquímica sintética, nanotecnología, síntesis de ADN, química combinatoria e incluso aprendizaje automático, una disciplina de la IA (inteligencia artificial).

«Ningún elemento de nuestra solución es completamente nuevo, pero nunca se han combinado tan perfectamente», explica Nikos Hatzakis.

El método ofrece resultados en solo siete minutos.

“Lo que tenemos se acerca mucho a una lectura en vivo. Esto significa que puede moderar continuamente la configuración en función de las lecturas, lo que aporta un valor añadido significativo. Esperamos que este sea un factor clave para la industria que desee implementar la solución”, dice Mette G. Malle.

Tuve que mantener las cosas en secreto

Los investigadores individuales del proyecto tienen varias asociaciones industriales, pero no saben qué empresas quieren utilizar el nuevo proceso de alto rendimiento.

«Tuvimos que mantener las cosas en secreto porque no queríamos arriesgarnos a que otros lanzaran algo similar frente a nosotros. Por lo tanto, no pudimos tener conversaciones con la industria o con otros investigadores que pudieran usar el método en diferentes aplicaciones”, dice Nikos Hatzakis.

Sin embargo, puede nombrar algunas posibles aplicaciones:

«Una apuesta segura sería que tanto la industria como los grupos académicos involucrados en la síntesis de moléculas largas como los polímeros podrían estar entre los primeros en adoptar el método». Lo mismo se aplica a los ligandos relevantes para el desarrollo farmacéutico. Lo especial del método es que se puede integrar aún más para que se pueda agregar directamente una aplicación relevante”.

Los ejemplos aquí podrían ser cadenas de ARN para la importante herramienta biotecnológica CRISPR o una alternativa para examinar, detectar y sintetizar ARN para futuras vacunas pandémicas.

“Nuestra configuración permite la integración de SPARCLD con lectura post-combinacional para combinaciones de reacciones proteína-ligando relevantes para su uso en CRISPR. Simplemente no hemos podido abordar eso todavía porque queríamos publicar nuestra metodología primero”.