Nanotecnología para la detección del daño en el ADN
Más del 60 % de los pacientes diagnosticados con cáncer son tratados con radioterapia a fin de eliminar las células cancerígenas y reducir el crecimiento del tumor. Para optimizar la destrucción de las células cancerígenas, es crucial comprender los mecanismos básicos responsables del daño en el ADN inducido por la radiación. A nivel molecular, la radiación ionizante genera electrones secundarios de baja energía que inducen roturas de cadena simple y cadena doble en el ADN. Sin embargo, se dispone de muy poca información sobre los mecanismos fisicoquímicos del daño en el ADN inducido por la radiación, especialmente en lo que respecta a las secuencias de nucleótidos del ADN y las estructuras de ADN que son más susceptibles al daño. Para estudiar las roturas de la cadena de ADN causadas por la radiación, el proyecto financiado por la Unión Europea NANORADAM empleó métodos punteros de nanotecnología del ADN desarrollados recientemente a fin de examinar la interacción entre la radiación y el ADN. La técnica del origami de ADN permite diseñar estructuras específicas de oligonucleótidos diana cuya daño inducido por electrones es evaluado a nivel de molécula única empleando la microscopía de fuerza atómica (AFM). De esta manera, es posible acotar el daño provocado por la radiación en diferentes estructuras de ADN diana con una precisión y eficacia sin parangón. Durante el transcurso del proyecto, los investigadores de NANORADAM irradiaron estructuras específicas de ADN con electrones de baja energía y detectaron que la cantidad de secciones transversales de roturas de la cadena de ADN dependía en gran medida de la secuencia de nucleótidos. El uso de radiosensibilizadores terapéuticos, concretamente la 2-fluoroadenina, incrementó de manera significativa el número de secciones transversales de roturas de la cadena de ADN obtenidas. El equipo también empleó la técnica del origami de ADN para estudiar una amplia variedad de secuencias de ADN, incluyendo ADN telomérico rico en guanina así como ADN en disolución empleando nanopartículas de oro y plata. Esto reveló información esencial sobre la influencia de un entorno acuoso en la cantidad de roturas de la cadena de ADN obtenidas. En conjunto, el proyecto NANORADAM proporcionó conocimientos fundamentales sobre el mecanismo del daño en el ADN inducido por la radiación. La identificación de estructuras de ADN diana que pueden ser sensibilizadas de manera precisa a electrones de baja energía tiene repercusiones de gran calado para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas y la mejora de la radioterapia anticancerígena.
