Pesquisas inovadoras levaram à criação do ácido nucleico treofuranosil (TNA), que oferece maior estabilidade e potencial terapêutico, com aplicações na administração de medicamentos e diagnóstico. Crédito: SciTechDaily.com
Pesquisas inovadoras levaram à criação do nucleico treofuranosil ácido (TNA), oferecendo maior estabilidade e potencial terapêutico, com aplicações em distribuição de medicamentos e diagnóstico.
O ADN carrega a informação genética de todos os organismos vivos e consiste em apenas quatro blocos de construção diferentes, os nucleotídeos. Os nucleotídeos são compostos de três partes distintas: uma molécula de açúcar, um grupo fosfato e uma das quatro nucleobases adenina, timina, guanina e citosina. Os nucleotídeos se alinham milhões de vezes e formam a dupla hélice do DNA, semelhante a uma escada em espiral.
Avanço na pesquisa de ácidos nucleicos
Cientistas do Departamento de Química do Breakthrough in Nucleic Acid Research mostraram agora que a estrutura dos nucleotídeos pode ser amplamente modificada em laboratório. Os pesquisadores desenvolveram o chamado ácido nucleico treofuranosil (TNA) com um novo par de bases adicional. Estes são os primeiros passos no caminho para ácidos nucleicos totalmente artificiais com funcionalidades químicas melhoradas. O estudo ‘Expandindo o Horizonte do Espaço do Ácido Nucleico Xeno: Ácidos Treose Nucleicos com Maior Armazenamento de Informações’ foi publicado no Jornal da Sociedade Química Americana.
Comparação estrutural do DNA e do TNA artificial, um ácido nucleico Xeno com os pares de bases naturais AT e GC e um par de bases adicional (XY). Crédito: Stephanie Kath-Schorr
Potencial de ácidos nucleicos artificiais
Os ácidos nucleicos artificiais diferem em estrutura dos seus originais. Essas mudanças afetam sua estabilidade e função.
“Nosso ácido nucleico treofuranosil é mais estável do que o DNA de ácidos nucleicos que ocorre naturalmente e ARNo que traz muitas vantagens para uso terapêutico futuro”, disse a professora Dra. Stephanie Kath-Schorr.
Para o estudo, o açúcar desoxirribose de 5 carbonos, que forma a espinha dorsal do DNA, foi substituído por um açúcar de 4 carbonos. Além disso, o número de nucleobases foi aumentado de quatro para seis. Ao trocar o açúcar, o TNA não é reconhecido pelas próprias enzimas de degradação da célula. Isto tem sido um problema com a terapêutica baseada em ácidos nucleicos, uma vez que o ARN produzido sinteticamente que é introduzido numa célula é rapidamente degradado e perde o seu efeito. A introdução de TNAs em células que permanecem não detectadas poderia agora manter o efeito por mais tempo.
“Além disso, o par de bases não naturais integrado permite opções alternativas de ligação para moléculas-alvo na célula”, acrescentou Hannah Depmeier, principal autora do estudo.
Kath-Schorr tem certeza de que tal função pode ser usada em particular no desenvolvimento de novos aptâmeros, sequências curtas de DNA ou RNA, que podem ser usadas para o controle direcionado de mecanismos celulares. Os TNAs também poderiam ser usados para o transporte direcionado de medicamentos para órgãos específicos do corpo (administração direcionada de medicamentos), bem como em diagnósticos; eles também poderiam ser úteis para o reconhecimento de proteínas virais ou biomarcadores.
Referência: “Expandindo o Horizonte do Espaço do Ácido Nucleico Xeno: Ácidos Treose Nucleicos com Maior Armazenamento de Informações” por Hannah Depmeier e Stephanie Kath-Schorr, 5 de março de 2024, Jornal da Sociedade Química Americana.
DOI: 10.1021/jacs.3c14626
