Nanostructures d'origami d'ADN recouvertes de protéines virales. Figure 1. Nanostructures d'origami d'ADN recouvertes de protéines virales. Grâce à l'encapsulation de protéines, Les origamis à ADN peuvent être transportés beaucoup plus efficacement dans les cellules humaines. Titre de l'image :Veikko Linko et Mauri Kostiainen. Figure 2. La forme précise de la nanostructure de l'origami d'ADN peut être utilisée pour créer des nanoparticules entièrement métalliques sur des substrats de silicium. Crédit :Veikko Linko, Boxuan Shen et Mauri Kostiainen avec la permission de la Royal Society of Chemistry
Des chercheurs de l'Université d'Aalto ont publié un article dans le récent Tendances en biotechnologie journal. L'article explique comment les molécules d'ADN peuvent être assemblées en nanostructures sur mesure et complexes, et plus loin, comment ces structures peuvent trouver des utilisations dans des applications thérapeutiques et bionanotechnologiques. Dans l'article de synthèse, les chercheurs soulignent les propriétés supérieures des nanostructures d'ADN, et comment ces caractéristiques permettent le développement de nanomachines à ADN biologiques efficaces. De plus, ces nanostructures d'ADN offrent de nouvelles applications en médecine moléculaire, telles que les nouvelles approches dans la lutte contre le cancer. Des structures d'ADN sur mesure pourraient trouver des cellules ciblées et libérer leur charge moléculaire (médicaments ou anticorps) de manière sélective dans ces cellules.
"De nos jours, les logiciels et techniques pour concevoir et simuler des nanostructures d'ADN sont extrêmement puissants et conviviaux, Et ainsi, les chercheurs peuvent facilement construire leurs propres objets ADN pour diverses utilisations. Le grand boom dans le domaine de la nanotechnologie structurelle de l'ADN s'est produit en 2006, lorsque Paul Rothemund a introduit une technique baptisée « origami à ADN ». Cette méthode est le point de départ de pratiquement toutes les autres approches de conception simples disponibles aujourd'hui", décrit Veikko Linko, un chercheur postdoctoral de l'Académie de Finlande du groupe Biohybrid Materials.
Nanostructures d'ADN polyvalentes
La caractéristique la plus importante d'une nanostructure à base d'ADN est sa modularité. Les structures d'ADN peuvent être fabriquées avec une précision nanométrique, et, surtout, d'autres molécules telles que l'ARN, protéines, les peptides et les médicaments peuvent y être ancrés avec la même résolution. Une telle précision peut être exploitée dans la création de dispositifs optiques nanométriques ainsi que de plates-formes moléculaires et de codes-barres pour diverses techniques d'imagerie et d'analyse. Par ailleurs, les chercheurs de l'université d'Aalto et de l'université de Jyväskylä ont récemment montré comment les origamis d'ADN peuvent être utilisés dans la fabrication efficace de nanoparticules métalliques personnalisées qui pourraient être utilisées dans divers domaines des sciences des matériaux.
Pour la médecine moléculaire, de minuscules dispositifs à base d'ADN pourraient être utilisés non seulement pour détecter des molécules uniques, mais également pour moduler la signalisation cellulaire. Dans le futur proche, des robots à ADN hautement sophistiqués pourraient même être utilisés pour créer des systèmes immunitaires artificiels. Un système basé sur des dispositifs à ADN sur mesure pourrait aider à éviter des traitements médicamenteux inutiles, puisque les nanorobots à ADN programmés pouvaient détecter divers agents dans la circulation sanguine, et commencer immédiatement la bataille contre la maladie.
Une approche révolutionnaire pour créer des nanomatériaux
Le groupe de recherche dirigé par le professeur Mauri Kostiainen travaille intensivement sur les nanostructures d'ADN, et le groupe vient de publier deux articles de recherche concernant les applications basées sur l'ADN en biotechnologie et en médecine moléculaire. Les chercheurs ont recouvert des nanostructures d'ADN avec des protéines de capside de virus afin d'améliorer considérablement leur transport vers les cellules humaines; cela pourrait trouver des utilisations par exemple dans l'administration améliorée de médicaments. En outre, le groupe a conçu un nanoréacteur enzymatique modulaire à base d'ADN qui peut être exploité dans le diagnostic à l'échelle moléculaire.
