Hidrogéis, conhecido por suas propriedades biomiméticas, são os principais materiais para aplicações biomédicas, como entrega de drogas e terapia com células-tronco. Os hidrogéis tradicionais feitos de polímeros sintéticos ou biomoléculas naturais costumam servir como andaimes passivos para espécies moleculares ou celulares, que tornam esses materiais incapazes de recapitular totalmente a sinalização dinâmica envolvida nos processos biológicos, como o desenvolvimento de células / tecidos.

Os hidrogéis foto-responsivos são de interesse particular para cientistas de materiais, porque a luz é considerada uma ferramenta ideal para controlar moléculas ou comportamento celular com alta precisão espaço-temporal e pouca invasividade. O principal desafio para o cientista é como montar essas proteínas globulares complexas em arquiteturas supramoleculares de forma eficiente, preservando sua função.

Em uma pesquisa recente, um grupo de cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong criou um hidrogel de detecção de luz dependente de B12 ao costurar covalentemente as proteínas do domínio de ligação de adenosilcobalamina C-terminal fotorreceptor (CarHC) sob condições moderadas. Esta montagem direta de proteínas responsivas a estímulos em hidrogéis representa uma solução versátil para projetar materiais "inteligentes" e abre enormes oportunidades para a biologia de materiais no futuro.

Os resultados foram publicados na revista PNAS em 6 de junho, 2017

"Em nossa pesquisa, fomos capazes de criar hidrogéis sensíveis à luz baseados em proteínas inteiramente recombinantes por meio da montagem covalente das proteínas fotorreceptoras CarHC usando a química SpyTag-SpyCatcher geneticamente codificada, "disse Fei Sun, autor do artigo e professor assistente do departamento de engenharia química e biomolecular da HKUST. "A tetramerização de CarHC dependente de AdoB12 demonstrou ser essencial para a formação de um hidrogel elástico no escuro, que pode sofrer uma rápida transição gel-sol causada pela desmontagem de CarHC induzida por luz. "

"O hidrogel resultante composto de polímeros CarHC fisicamente automontados exibiu uma rápida transição gel-sol na exposição à luz, que permitiu a liberação / recuperação fácil de fibroblastos 3T3 e células-tronco mesenquimais humanas (hMSCs) de culturas 3D, mantendo sua viabilidade. "Sun acrescentou." Dada a crescente demanda por criação de hidrogéis "inteligentes" responsivos a estímulos, a montagem direta de proteínas responsivas a estímulos em hidrogéis representa uma estratégia versátil para projetar materiais sintonizáveis ​​dinamicamente. "