La nano-'computadora' basada en proteínas evoluciona en la capacidad de influir en el comportamiento celular

26 de mayo de 2023 (Noticias de Nanowerk) Investigadores de Penn State han creado el primer agente nanocomputador basado en proteínas que funciona como un circuito. Este hito los sitúa un paso más cerca del desarrollo de terapias celulares de próxima generación para tratar enfermedades como la diabetes y el cáncer. Los enfoques tradicionales de biología sintética para terapias celulares, como las que destruyen células cancerosas o estimulan la regeneración de tejidos después de una lesión, se basan en la expresión o supresión de proteínas que producen una acción deseada dentro de una célula. Este enfoque puede llevar tiempo (para que las proteínas se expresen y degraden) y costar energía celular en el proceso. Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de Penn State y del Instituto Huck de Ciencias de la Vida están adoptando un enfoque diferente. "Estamos diseñando proteínas que producen directamente una acción deseada", afirmó Nikolay Dokholyan, profesor G. Thomas Passananti y vicepresidente de investigación del Departamento de Farmacología. "Nuestros dispositivos basados ​​en proteínas o agentes de nanocomputación responden directamente a estímulos (entradas) y luego producen una acción deseada (salidas)". En un estudio publicado en Science Advances ("Un circuito lógico combinatorio de proteínas no conmutativo controla la orientación celular en nanoambientes"), Dokholyan y el estudiante de doctorado en bioinformática y genómica, Jiaxing Chen, describen su enfoque para crear su agente de nanocomputación. Diseñaron una proteína objetivo integrando dos dominios sensores o áreas que responden a estímulos. En este caso, la proteína objetivo responde a la luz y a un fármaco llamado rapamicina ajustando su orientación o posición en el espacio. Para probar su diseño, el equipo introdujo su proteína modificada en células vivas en cultivo. Al exponer las células cultivadas a los estímulos, utilizaron equipos para medir los cambios en la orientación celular después de que las células fueron expuestas a los estímulos de los dominios del sensor. Anteriormente, sus El agente de nanocomputación requirió dos entradas para producir una salida.. Ahora, Chen dice que hay dos salidas posibles y la salida depende del orden en que se reciben las entradas. Si primero se detecta rapamicina, seguida de luz, la célula adoptará un ángulo de orientación celular, pero si los estímulos se reciben en orden inverso, entonces la célula adoptará un ángulo de orientación diferente. Chen dice que esta prueba de concepto experimental abre la puerta al desarrollo de agentes de nanocomputación más complejos. "En teoría, cuantas más entradas se incorporen a un agente de nanocomputación, más resultados potenciales podrían surgir de diferentes combinaciones", dijo Chen. "Las entradas potenciales podrían incluir estímulos físicos o químicos y las salidas podrían incluir cambios en el comportamiento celular, como la dirección celular, la migración, la modificación de la expresión genética y la citotoxicidad de las células inmunes contra las células cancerosas". El equipo planea seguir desarrollando sus agentes de nanocomputación y experimentar con diferentes aplicaciones de la tecnología. Dokholyan, investigador del Instituto del Cáncer de Penn State y del Instituto de Neurociencia de Penn State, dijo que su concepto algún día podría formar la base de las terapias celulares de próxima generación para diversas enfermedades, como enfermedades autoinmunes, infecciones virales, diabetes, lesiones nerviosas y cáncer. .

• Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
• PlatoAiStream. Inteligencia de datos Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
• Acuñando el futuro con Adryenn Ashley. Accede Aquí.
• Compra y Vende Acciones en Empresas PRE-IPO con PREIPO®. Accede Aquí.
• Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63065.php