Melhoria na decodificação do DNA pode levar a tratamentos médicos personalizados

Jornal GGN – A identificação de doenças, a criação de medicamentos sem riscos de reações alérgicas fatais e a prescrição de tratamentos personalizados a partir da decodificação individual do DNA dos pacientes não estão muito distantes da realidade. Segundo o cientista Amit Meller, a chave para esse cenário é a decodificação rápida e precisa do genoma do paciente. Os detalhes foram publicados este mês na revista Nature Nanotechnology.

O genoma é a única sequência de moléculas especiais ao longo de uma cadeia de DNA que conta com a estrutura das células que produzem proteínas. Chamadas de “nucleobases”, essas moléculas essenciais são conhecidas como adenina, timina, citosina e guanina – representadas pelas siglas A, T, C ou G.

Meller, que atua em uma empresa de pesquisas em nanotecnologia, desenvolveu, junto com outros pesquisadores da Universidade de Boston, uma maneira de gravar os códigos dessas moléculas no próprio DNA de uma pessoa usando nanotecnologia: eles forçam a movimentação das moléculas através de um pequeno orifício – um “nanoporo”, da largura de 2 a 5 nanômetros – em um chip de silício do tamanho da cabeça de um prego.

Os cientistas começam molhando as moléculas de DNA numa combinação de água e de moléculas de sal eletricamente carregadas. À medida que a água salgada flui pelo nanoporo, cria-se uma corrente eléctrica. Quando uma molécula de DNA passa através dos poros, no entanto, a corrente é interrompida. E a quantidade de interrupção da corrente depende de qual das moléculas está na poro (A, T, C ou G).

Para ler a sequência de nucleobases, o cientista só tem que descobrir o quanto cada base interrompe a corrente elétrica. Com essa informação, poderia ler a sequência de bases do DNA simplesmente registrando a sequência de interrupções elétricas geradas pela molécula de DNA. Há um problema, porém. “Para fazer isso, cada base tem que ficar no poro tempo suficiente para que se possa identificar corretamente a nucleobase”, explica o professor Meller.

Mas o DNA geralmente se move muito rapidamente pelos nanoporos, tempo demais para que Meller e sua equipe possam decodificá-las. Para retardar o movimento do DNA, eles incidiram no poro um laser verde – não mais forte do que os ponteiros de laser usados em sala de aula –, o que lhe deu uma carga elétrica negativa.

O nanoporo, então, atraiu os átomos de potássio de carga positiva presentes na água salgada. Esses átomos, juntamente com uma parte da água transferida para o poro, criaram um fluxo que bloqueou o movimento do DNA. “Então, isso cria uma força de arrasto sobre o DNA, que diminui a velocidade, de modo que as moléculas fiquem nos nanoporos por mais tempo”, diz Meller.

Esse método de leitura das sequências de DNA, contudo, ainda está em desenvolvimento em laboratório. Mas Meller prevê um futuro em que um chip instalado nos nanoporos poderia ser incorporado num dispositivo portátil, que poderia ficar junto do paciente e ser acessado pelos médicos, quando necessário.

Com informações do Phys.org