Pendant des années, L'ARN a semblé un outil insaisissable dans la recherche en nanotechnologie. Bien que facilement manipulable en laboratoire, L'ARN est susceptible d'être détruit rapidement dans le corps lorsqu'il est confronté à une enzyme courante. "L'enzyme RNase coupe l'ARN au hasard en petits morceaux, très efficacement et en quelques minutes, " explique Peixuan Guo de l'Université de Cincinnati.

Mais en remplaçant un groupe chimique dans la macromolécule, Le Dr Guo dit que lui et ses collègues chercheurs ont trouvé un moyen de contourner la RNase et de créer des configurations tridimensionnelles stables d'ARN, élargissant considérablement les possibilités de l'ARN en nanotechnologie. Le Dr Guo et ses collègues ont publié leurs découvertes dans la revue ACS Nano . Le Dr Guo est le co-chercheur principal du Cancer Nanotechnology Platform Partnership à l'Université de Cincinnati, l'un des 12 partenariats de ce type financés par le National Cancer Institute.

Dans leur travail, Le Dr Guo et ses collègues se sont concentrés sur les anneaux ribose qui, avec des groupes phosphates alternés, forment l'épine dorsale de l'ARN. En changeant une section de l'anneau ribose, Le Dr Guo et son équipe ont modifié la structure de la molécule, le rendant incapable de se lier à la RNase et capable de résister à la dégradation. "L'interaction de la RNase avec l'ARN nécessite une correspondance de conformation structurelle, " expliqua-t-il. " Quand la conformation de l'ARN a changé, la RNase ne peut pas reconnaître l'ARN et la liaison devient un problème." Alors que des chercheurs précédents ont montré que cette altération rend l'ARN stable dans une double hélice, Le Dr Guo dit qu'ils n'ont pas étudié son potentiel d'affecter le repliement de l'ARN en une structure tridimensionnelle nécessaire à la nanotechnologie.

Après avoir créé la nanoparticule d'ARN, Guo et ses collègues l'ont utilisé avec succès pour alimenter le nanomoteur d'emballage d'ADN du bactériophage phi29, un virus qui infecte les bactéries. "Nous avons découvert que l'ARN modifié peut se replier dans sa structure 3-D de manière appropriée, et peut exercer ses fonctions biologiques après modification, " dit Guo. "Nos résultats démontrent qu'il est pratique de produire des RNase-résistants, biologiquement actif, et un ARN stable pour une application en nanotechnologie."

Parce que des molécules d'ARN stables peuvent être utilisées pour assembler une variété de nanostructures, Guo dit qu'ils sont un outil idéal pour fournir des thérapies ciblées aux cellules cancéreuses ou infectées par un virus. "Les nanoparticules d'ARN peuvent être fabriquées avec un niveau de simplicité caractéristique de l'ADN tout en possédant une structure polyvalente et une fonction catalytique similaire à celle des protéines. Avec cette modification d'ARN, j'espère que nous pourrons ouvrir de nouvelles voies d'étude en nanotechnologie de l'ARN."

Ce travail, qui est détaillé dans un article intitulé, "Fabrication de nanoparticules d'ARN stables et résistantes aux ARNases actives dans l'engrenage des nanomoteurs pour l'ingénierie de l'emballage de l'ADN viral de la plate-forme de nanoparticules auto-assemblées pour une thérapie médicamenteuse combinée contrôlée avec précision, " a été soutenu en partie par l'Alliance NCI pour la nanotechnologie dans le cancer, une initiative globale conçue pour accélérer l'application des nanotechnologies à la prévention, diagnostic, et le traitement du cancer. Un résumé de cet article est disponible sur le site Web de la revue.