Los ácidos nucleicos, incluidos tanto el ADN como el ARN, son biopolímeros que pueden programarse para plegarse en nanopartículas de ácido nucleico (NANP) que tienen usos beneficiosos en nanotecnología con amplias aplicaciones. Estamos utilizando esta tecnología prometedora para perseguir los siguientes objetivos:

​

1.   ​Nanodiseño—el objetivo de nuestros estudios es correlacionar los principios de plegamiento e interacción de los ARN naturales con sus funciones biológicas. Luego aplicamos este conocimiento para combinar los motivos de forma racional para formar nanoestructuras de ARN definidas y funcionales con propiedades controladas con precisión y ajustables. También nos centramos en la ingeniería de nuevos materiales bioresponsables e hidrogeles.​

​

2.   ​Inmunología—la inmunotoxicidad y los efectos inmunomoduladores de los NANP son poco conocidos y han sido uno de los principales impedimentos para llevar los NANP a los ensayos clínicos. Hemos explorado cómo la optimización del tamaño, la forma y la composición de los NANP afecta la estimulación inmunológica.

​

3.   ​Entrega—el uso terapéutico más amplio de los NANP se ve disminuido por su incapacidad para cruzar las membranas biológicas debido a la carga negativa de los ácidos nucleicos y su rápida degradación por las nucleasas en el torrente sanguíneo. Nuestro objetivo es investigar posibles formas de utilizar vehículos sintéticos para superar esta barrera.

​

4.   ​Biosensores—al utilizar nanomateriales en el desarrollo de biosensores, nuestro objetivo es aumentar la sensibilidad del análisis a través de una miríada de sensores, que incluyen nanoprobos programables y sensores de nanoporos.

​

5.   Terapéutica—las primeras fases de los ensayos clínicos han demostrado previamente el gran potencial de los productos farmacéuticos de ARN. Nuestro objetivo es desarrollar aún más las nanopartículas de ARN que tienen el potencial de autoensamblarse activamente e identificar, atacar y eliminar enfermedades.

​

6.   ​Estructuras dinámicas—el desarrollo de puertas lógicas e interruptores basados ​​en ácidos nucleicos proporciona vías activadas condicionalmente que pueden detectar y eliminar simultáneamente enfermedades específicas. Al diseñar los NANP que pueden interactuar dinámicamente y comunicarse entre sí y con sus entornos, nuestro objetivo es utilizar estas estructuras como herramientas múltiples de nanotecnología.