Estrellas de ADN para extender las propiedades de la materia

 
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Estrellas de ADN para extender las propiedades de la materia

Estrellas de secuencias de  ADN en estados líquido y sólido
JAVIER FERNÁNDEZ CASTAÑÓN
Publicado 29/10/2016 10:59:53CET

   OVIEDO, 29 Oct. (EUROPA PRESS) -

   Un grupo de investigadores de la Universidad de La Sapienza de Roma, en el que participa un físico asturiano, ha demostrado cómo es posible diseñar secuencias de ADN que cambian del estado líquido a sólido y nuevamente a líquido conforme va disminuyendo la temperatura. El experimento, publicado recientemente en la revista Nature Communications, ha conseguido "estirar" las leyes de la Física para obtener con el ADN propiedades que hasta el momento no ha sido posible observar en los materiales tradicionales.

   Según ha explicado a Europa Press el asturiano Javier Fernández Castañón, el equipo liderado por el físico Francesco Sciortino ha logrado desarrollar moléculas artificiales únicamente a partir de ADN que, en función de la temperatura a la que se encuentren, pueden pasar de forma gradual de líquido --a más de 38 grados y menos de 34-- a sólido --entre los 34 y 38 grados--.

   Esto implicaría, en un futuro, que se pudiera adaptar este material para encapsular fármacos, pudiendo así ser fácilmente introducidos en el cuerpo humano en estado líquido y después ir liberando, ya solidificado, los principios activos de forma gradual. "Podrían frenar en cuestión de segundos una hemorragia interna", ha abundado Fernández Castañón. Sin embargo, para que tenga una aplicación práctica aún quedan muchos pasos por dar, de la mano de biólogos y médicos que, en colaboración con los investigadores desarrollen los geles.

   La facilidad para disponer de ADN, unido a los cada vez más reducidos costes de manipulación, convierten a esta molécula en un "candidato ideal" para desarrollar materiales de última generación, biocompatibles y con amplia versatilidad en sus comportamientos y aplicaciones, según los investigadores.

   Para llegar a este importante hallazgo, los investigadores han diseñado secuencias de ADN, observando que a altas temperaturas, como 90 grados, éstas se mantienen aisladas unas de otras. Sin embargo, a medida que la temperatura desciende, entre los 80 y los 60 grados, dichas secuencias comienzan a aparearse formando espontáneamente "súper-moléculas" con cuatro brazos, unas "estrellas de dimensiones nanométricas unas sesenta mil veces más pequeñas que un cabello humano".

   Disminuyendo aún más la temperatura el equipo observó que en torno a los 40 grados las nanoestrellas comienzan a organizarse en una red altamente interconectada. Esto es lo que los científicos definen como gel de ADN.

   Durante el enfriamiento, como ocurre por ejemplo con la miel, la viscosidad del sistema aumenta progresivamente. El equipo dirigido por el físico Francesco Sciortino ha demostrado que es posible diseñar secuencias de ADN de tal manera que los geles, una vez formados, inviertan el comportamiento habitual y comiencen a transformarse nuevamente en líquidos a medida que la temperatura continúa disminuyendo.

   "Se ha conseguido por tanto crear un material termorreversible y biocompatible, líquido a temperatura ambiente y altamente viscoso a la temperatura corporal de 36 o 37 grados", señala el físico Fernández Castañón, premio fin de carrera por la Universidad de Oviedo y Premio Extraordinario de Licenciatura en 2013. Dicho material, abunda el joven de 26 años que, como otros investigadores españoles han tenido que irse al extranjero para desarrollar su carrera, posibilita que pueda ser inyectado con facilidad a temperatura ambiente de 20 a 25 grados y que se solidifique inmediatamente una vez dentro de los tejidos corporales.

   El resultado obtenido nace de una sinérgica colaboración entre físicos e investigadores especializados en diferentes campos, entre los que se encuentran biólogos de la Universidad de la Sapienza y del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas italiano (CNR-IBMP), además de dos grupos de la Universidad de Milán y de la Universidad de Venecia.

   Sciortino ha explicado que, comenzando por el diseño y la selección de las secuencias óptimas de ADN, y continuando con el estudio y puesta a punto de las propiedades mecánicas "fue posible reproducir experimentalmente en el laboratorio el material predicho en las simulaciones". Para el físico ha sido "enormemente satisfactorio" observar cómo el material imaginado y proyectado teóricamente ha ido progresivamente tomando forma, cumpliendo finalmente con las expectativas previstas en los estudios teóricos.

   Con este hallazgo, Sciortino ha asegurado que "el ADN ha vuelto para instalarse en el futuro y no sólo por su relevancia biológica".

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