Pesquisadores da Universidade de Bristol criaram uma comunidade de gotículas semelhantes a células artificiais que, coletivamente, exibem uma forma simples de comportamento de fagocitose. O trabalho fornece uma nova abordagem para projetar propriedades complexas semelhantes à vida em materiais não vivos.

Os químicos fizeram um grande avanço na construção de comunidades sintéticas de células artificiais capazes de mimetizar a fagocitose - um processo biológico complexo visto em células vivas que permite a ingestão de material estranho por certos tipos de células. O trabalho, publicado em Materiais da Natureza , tem aplicações potenciais que variam de microfluídica a entrega de enzimas para reações espacialmente controladas ou para a remoção de poluentes perigosos.

No novo trabalho, os pesquisadores liderados pelo Professor Stephen Mann juntamente com os colegas Dr Mei Li, Dra. Laura Rodriquez-Arco da Escola de Química de Bristol e do Centro de Pesquisa Protolife de Bristol, projetou uma comunidade de protocélulas que consiste em uma mistura de dois tipos diferentes de microgotas aquosas revestidas com nanopartículas que, coletivamente, exibem uma forma simples de fagocitose artificial. As gotículas são pequenas e rodeadas por uma membrana de sílica reticulada semipermeável (coloidossomas), ou grande e envolvido por um invólucro poroso de óxido de ferro não reticulado (gotículas de emulsão magnética). Quando os dois tipos de protocélulas são misturados em óleo, eles sofrem colisões, mas não interagem. Contudo, se um ácido graxo é adicionado ao óleo, as gotículas da emulsão magnética desenvolvem uma abertura em sua concha de óxido de ferro, através da qual os coloidossomas menores são ingeridos quando as protocélulas entram em contato. Como resultado, os coloidossomas são capturados e permanecem presos no interior cheio de água das protocélulas maiores.

Usando este processo de envolvimento espontâneo, enzimas aprisionadas dentro dos coloidossomas podem ser transferidas para as gotículas de emulsão magnética para desencadear reações químicas específicas, mesmo que as enzimas permaneçam localizadas dentro dos coloidossomas ingeridos. Alternativamente, usando coloidossomas não reticulados, enzimas e outras cargas úteis, como grânulos de polímero, podem ser liberados nas gotículas de emulsão maiores após a fagocitose por desmontagem espontânea da membrana de nanopartículas de sílica.

O professor Stephen Mann disse:"Nosso objetivo de longo prazo é desenvolver este trabalho mais recente, desenvolvendo um portfólio de comportamentos de protocélulas que imitam propriedades complexas semelhantes à vida, que vão desde a fagocitose artificial, predação e comunicação química com aplicativos que podem ser usados ​​para limpar poluentes, armazenar e liberar drogas, monitorar reações químicas, e servir de modelo para a origem da vida. "