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  • Nanocápsulas bioativas para sequestrar o comportamento celular
    p As nanocápsulas carregadas de enzimas funcionam em conjunto. O nível de cálcio nas células (fluorescência verde) serve como um indicador de que o sistema está funcionando. Crédito:Universidade de Basel, Departamento de Química

    p Muitas doenças são causadas por defeitos nas vias de sinalização das células do corpo. No futuro, nanocápsulas bioativas podem se tornar uma ferramenta valiosa para a medicina controlar essas vias. Pesquisadores da Universidade de Basel deram um passo importante nessa direção:eles conseguiram fazer com que várias nanocápsulas diferentes trabalhassem em conjunto para amplificar uma cascata de sinalização natural e influenciar o comportamento celular. p As células se comunicam constantemente umas com as outras e têm maneiras de captar sinais e processá-los - semelhante aos humanos que precisam de ouvidos para ouvir sons e conhecimento da linguagem para processar seu significado. Controlar as próprias vias de sinalização da célula é de grande interesse para a medicina, a fim de tratar várias doenças.

    p Uma equipe de pesquisa do Departamento de Química da Universidade de Basel e do NCCR Molecular Systems Engineering desenvolve materiais bioativos que podem ser adequados para essa finalidade. Para alcançar isto, os pesquisadores liderados pela professora Cornelia Palivan combinam nanomateriais com moléculas e células naturais.

    p No jornal ACS Nano , eles agora relatam como as nanocápsulas carregadas com enzimas podem entrar nas células e ser integradas em seus processos de sinalização nativos. Ao acoplar funcionalmente várias nanocápsulas, eles são capazes de amplificar uma via de sinalização natural.

    p Protegendo a carga

    p Para proteger as enzimas da degradação em um ambiente celular, a equipe de pesquisa as carregou em pequenas cápsulas poliméricas. As moléculas podem entrar no compartimento através de poros biológicos especificamente inseridos em sua parede sintética e reagir com as enzimas de seu interior.

    p Os pesquisadores realizaram experimentos com nanocápsulas contendo diferentes enzimas que funcionavam em conjunto:o produto da primeira reação enzimática entrou em uma segunda cápsula e iniciou a segunda reação em seu interior. Esses nano-encapsulados podiam permanecer operativos por dias e participavam ativamente de reações naturais em células de mamíferos.

    p Minúsculos alto-falantes e ouvidos

    p Um dos muitos sinais que as células recebem e processam é o óxido nítrico (NO). É um mecanismo celular bem estudado, uma vez que defeitos na via de sinalização do NO estão envolvidos no surgimento de doenças cardiovasculares, mas também nas distrofias musculares e retinianas. A via envolve a produção de NO por uma família de enzimas chamada óxido nítrico sintases (NOS). O NO pode então se difundir para outras células, onde é detectado por outra enzima chamada guanilato ciclase solúvel (sGC). A ativação de sGC inicia uma reação em cascata, regulando uma infinidade de processos diferentes, como o relaxamento do músculo liso e o processamento da luz pelas células sensoriais, entre outros.

    p Os pesquisadores liderados por Palivan produziram cápsulas contendo NOS e sGC, que estão naturalmente presentes nas células, mas em concentrações muito mais baixas:as cápsulas NOS, produzindo NÃO, agem de forma semelhante aos alto-falantes, 'gritando' seu sinal alto e claro; as cápsulas sGC, agir como 'ouvidos, 'detectar e processar o sinal para amplificar a resposta.

    p Usando a concentração intracelular de cálcio, que depende da ação do sGC, como um indicador, os cientistas mostraram que a combinação de cápsulas carregadas com NOS e sGC torna as células muito mais reativas, com um aumento de 8 vezes no nível de cálcio intracelular.

    p Uma nova estratégia para terapia de reposição enzimática

    p "É uma nova estratégia para estimular essas mudanças na fisiologia celular, combinando nanociência com biomoléculas, "comenta Dra. Andrea Belluati, o primeiro autor do estudo. "Nós apenas tivemos que incubar nossas cápsulas carregadas de enzimas com as células, e eles estavam prontos para agir a qualquer momento ".

    p "Esta prova de conceito é um passo importante no campo da terapia de reposição enzimática para doenças em que as vias bioquímicas funcionam mal, como doenças cardiovasculares ou várias distrofias, "acrescenta Cornelia Palivan.


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