Uma nova tecnologia cria aptâmeros multidimensionais para atingir o vírus preciso

Todos nós já ouvimos falar de anticorpos – as proteínas que nossos corpos produzem para conectar vírus ou bactérias e colocá -las para se livrar do sistema imunológico. Mas nem todos nós estamos cientes dos conspiradores: fatias curtas de DNA ou RNA projetadas para conectar, como anticorpos, com alvos específicos. Os aptâmeros são artificiais e baratos, e são alternativas atraentes aos anticorpos para diagnósticos e tratamentos biomédicos.

Quando as novas pastas aptâmero são necessárias, por exemplo, para detectar um novo vírus, ele é desenvolvido a partir de milhões de bibliotecas DNA Séries pelas quais a melhor correspondência é escolhida para uma meta específica e amplificada. Até o momento, essas bibliotecas continham apenas pastas mono -parlamentares: sequências associadas a um local em uma molécula direcionada. Mas isso contradiz a estrutura de muitas proteínas no mundo real, incluindo proteínas SARS-CoV-2, Infenerza e HIV Spike. Essas estruturas, usadas por vírus para lesão celular, consistem em três sub -unidades idênticas que oferecem três locais de conexão possíveis.

Infelizmente, o uso de uma pasta paga única dessas três unidades (trimeric) deve acertar ou perder. De fato, Maartje Bastings, chefe do Laboratório de Material de Programação da Escola de Engenharia EPFL, se compara a “jogar uma tigela de espaguete na parede, como Algo Você definitivamente vai ficar em algum lugar“

Você não pode controlar o local onde o documentário monocromático interage com seu objetivo: por exemplo, ele pode estar associado ao lado da proteína, em vez da interface de conexão, o que reduz suas funções. Em outras palavras, você não pode escolher a mancha na parede onde uma certa massa se atenha. Portanto, pensamos: para não ser melhor ou organizar nossa biblioteca antes das pastas que se encaixam com a fina engenharia da meta? Essa abordagem acabou sendo mágica. “

Maartje Bastings, chefe do Laboratório de Material de Programação da Faculdade de Engenharia EPFL

Bastings e sua equipe relataram recentemente a primeira técnica para a produção de aptâmeros multidimensionais, que visa complexos de proteínas com precisão e funções sem precedentes. De fato, as pastas foram desenvolvidas com a abordagem de laboratório, chamada Medusa (sobre as conquistas multi -moleculares avançadas), fornecendo conexões vinculativas entre 10 e 1.000 vezes daquelas alcançadas com pastas monocromáticas. Além de ser mais forte, ele também se tornou mais seletivo, o que é muito importante para o diagnóstico. A pesquisa foi publicada em A natureza da nanotecnologia.

Abordagem bionsired

A chave para o desenvolvimento de pastas sujas é o andaime: uma estrutura molecular em torno da qual três unidades são naturalmente vinculativas. Em seus experimentos, os pesquisadores desenvolveram seus scripts com base na engenharia do SARS-CoV-2 Spike. Ao adicionar essas escalas especificamente projetadas à sua biblioteca aptâmero, a equipe conseguiu influenciar a área da sequência em relação aos candidatos que estão firmemente ligados à interface de destino diretamente desde o início.

“Fabricamos o modelo natural observado em vírus, onde as moléculas multi -equivalentes se desenvolvem, traduzindo -as em um novo método de documento de descoberta que nos permite escolher pastas multi -equivalentes que podem impedir esses vírus”, resume um doutorado e o primeiro Artem Conunko.

Depois que o primeiro lote de pastas é determinado, os candidatos com uma convergência crescente de seu objetivo são desenvolvidos através de um processo repetitivo de seleção e amplificação chamado “Desenvolvimento”.

Embora o design de novas escalas possa levar horas, o processo de desenvolvimento pode levar semanas. No futuro, a equipe de pesquisa pretende reduzir esse período para melhor atender às necessidades de tratamentos diagnósticos e biomédicos.

Outro objetivo é desenvolver pastas multi -tempo que visam patógenos com configurações mais complexas, como febre da dengue (seis unidades de ligação) ou antraz (sete). “No final, queremos usar o novo espaço de sequência equivalente para treinar os modelos obstétricos de inteligência artificial para fazer isso por nós”, diz Bastings.