Estabilidade aprimorada e liberação sustentada de nanostruturas de DNA estruturalmente densas por meio de uma plataforma de hidrogel biodegradável

As nanostruturas de DNA oferecem arquiteturas programáveis com arranjo preciso de ligantes, mas sua utilidade in vivo é frequentemente limitada pela fragilidade estrutural e rápida depuração sistêmica. Aqui, apresentamos uma plataforma robusta para a liberação sustentada de nanostruturas de DNA de bloco quadrado multi-helicoidal estruturalmente densas (SQBs) encapsulando-as em um hidrogel biodegradável composto por ácido hialurônico tiólico (HA) e gelatina. Diferentemente dos hidrogéis à base de DNA, nos quais a rede de DNA serve como matriz estrutural, esta plataforma emprega uma arquitetura desacoplada que retém os SQBs como nanopartículas discretas dentro de uma matriz polimérica ajustável. Esta plataforma é projetada para manter um microambiente rico em Mg2+ para preservar a integridade estrutural da carga de SQB, como evidenciado pela morfologia intacta das nanostruturas recuperadas da matriz, permitindo controle independente sobre a cinética de degradação e liberação. In vitro, os SQBs encapsulados mantiveram sua estabilidade eletroforética e exibiram perfis de liberação regulados pela densidade de reticulação do hidrogel e conteúdo de gelatina. Importante, os híbridos SQB-hidrogel demonstraram captação intracelular sustentada em macrófagos RAW 264.7 por até 5 dias, enquanto SQBs livres foram rapidamente internalizados e eliminados dentro de 3 dias. A administração subcutânea in vivo confirmou ainda que o sistema híbrido manteve fluorescência detectável por 10 dias, superando significativamente os SQBs livres, que foram eliminados em 24 horas. Essas descobertas estabelecem uma estrutura versátil de hidrogel que efetivamente serve como depósito sustentado para nanostruturas complexas de DNA, oferecendo uma estratégia generalizável para sua implantação localizada e de longo prazo em aplicações terapêuticas.