Figura superior:por meio de co-montagem, dois componentes do tipo lipídico formam nanopartículas na água que possuem um grande número de pontos de contato diferentes (mostrados em azul e verde; à esquerda). Como resultado de muitos pontos de contato diferentes interagindo simultaneamente com a proteína (mostrado em violeta), ocorre um grau particularmente alto de seletividade ("heteromultivalência", direito). Parte inferior da figura:por meio de seus pontos de contato (verde e azul), as nanopartículas ligam as amiloides - aqui, especificamente, amilóide-beta 42 (violeta), e assim evitar sua agregação. A ligação ocorre através dos pontos de contato correspondentes na amiloide ("Y" e "K"; esquerda). Crédito:Universidade de Münster - Bart Jan Ravoo
Um novo método de ligação seletiva de proteínas a nanopartículas foi descrito por uma equipe de pesquisadores alemães e chineses chefiados pelo Prof. Bart Jan Ravoo, um químico na Universidade de Münster (Alemanha). As nanopartículas reconhecem automaticamente peptídeos específicos, ou seja, pequenas proteínas, e entrar em ligação altamente seletiva com eles. Entre os modelos de peptídeos que os pesquisadores examinaram estavam os amilóides. Depósitos de amilóides desempenham um papel importante na doença de Alzheimer, por exemplo, portanto, os pesquisadores esperam que o mecanismo que eles descobriram possa fornecer uma nova abordagem para o tratamento de doenças nas quais esses depósitos ocorrem. O estudo foi publicado na última edição da Nature Chemistry.
A interação entre moléculas de proteínas ou entre elas e outras biomoléculas desempenha um papel importante em muitos processos fisiológicos. Nesse contexto, o reconhecimento molecular envolve a ligação de proteínas por meio de vários pontos de contato em nanoescala na superfície da proteína. Tipicamente, muitos desses pontos estão envolvidos, resultando em um único, superfície de contato exata e complementar. O mecanismo de ligação dessas moléculas de proteína é, portanto, descrito como um "princípio de chave e fechadura". Os pesquisadores agora descreveram um método para produzir tais superfícies de contato em nanopartículas de modo que as proteínas selecionadas possam ser direcionadas e ligadas.
Co-montagem e "heteromultivalência"
A novidade do método é que ele se baseia nos princípios da co-montagem e da chamada heteromultivalência. Co-montagem significa que as nanopartículas não são - como é de costume - produzidas como resultado de uma síntese química complexa e feita sob medida. Em vez de, os pesquisadores os produzem usando um método relativamente simples no qual dois componentes do tipo lipídico ("gordurosos") são misturados em água e formam espontaneamente as nanopartículas necessárias. Essas partículas são adaptativas, isto é, eles mudam sua estrutura interna e, assim, alcançam uma ligação ótima à proteína alvo. "Heteromultivalência" significa que as nanopartículas formam um grande número de diferentes pontos de contato que, ao mesmo tempo, interagir com a proteína. Seguindo o exemplo dos processos fisiológicos naturais, uma seletividade particularmente alta ocorre assim.
"Até aqui, este princípio de heteromultivalência em particular dificilmente foi examinado em detalhes ou explorado, "diz Bart Jan Ravoo." Descrevemos uma abordagem inteiramente nova que tornará possível desenvolver outros ligantes de proteínas sintéticas. Isso pode ser considerado para uso em diagnósticos ou imagem - ou como ingredientes ativos em potencial em medicamentos. "Os pesquisadores mostraram que as nanopartículas se ligam a amilóides e, como resultado, dissolver agregados desses peptídeos. A ocorrência de agregados amilóides está intimamente ligada ao desenvolvimento da doença de Alzheimer. É por isso que o novo método pode fornecer uma abordagem para o desenvolvimento de novos tipos de tratamento. Ainda não foi esclarecido, Contudo, se os agregados amilóides realmente causam Alzheimer ou são, em vez, resultado da doença. Além disso, o novo método para dissolver os agregados só foi experimentado em tubo de ensaio. Portanto, mais estudos são necessários para avaliar mais claramente seu potencial como forma de tratamento.
O método
Os pesquisadores usaram anfifílicos, ciclodextrina solúvel em água e moléculas de calixareno como componentes de co-montagem para os pontos de nano-contato. Eles examinaram a ligação das nanopartículas resultantes aos peptídeos, usando, por exemplo, espectroscopia de fluorescência. Eles usaram microscopia eletrônica para demonstrar a ligação às amilóides.
