Uma colaboração liderada principalmente por cientistas da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio (TUAT) no Japão desenvolveu um novo método de design molecular para controlar a reversibilidade de temperatura e rigidez de nanofibras que são peptídeos formadores de gel. O hidrogel de nanofibra de peptídeo pode ser usado como material biomédico. Este método permitirá que as nanofibras de peptídeos sejam de aplicação mais biomédica.

Os pesquisadores publicaram seus resultados em 8 de julho em Chemistry-A European Journal , que foi destacado na capa e no perfil da capa.

Em geral, alguns peptídeos formam hidrogéis de nanofibras. Esses peptídeos são cadeias curtas de aminoácidos naturais encontrados em todos os organismos vivos. Uma vez que são bio-amigáveis, eles têm sido amplamente utilizados na medicina, como materiais de recuperação de tecidos, materiais médicos regenerativos, matrizes extracelulares, materiais de cultura de células, e recipientes de distribuição de medicamentos.

"Para algumas aplicações médicas de peptídeos de nanofibras, precisamos desenvolver uma técnica para controlar a rigidez (resistência mecânica) e a variação da resposta da temperatura entre gel (sólido) e sol (líquido), "disse Takahiro Muraoka, Ph.D., autor correspondente no artigo e professor associado do Departamento de Química Aplicada, Escola de Pós-Graduação em Engenharia da TUAT. "Isto é, Contudo, difícil melhorar os dois recursos ao mesmo tempo. Por exemplo, ao aumentar a rigidez de uma nanofibra de peptídeo pela substituição de um aminoácido simples alanina por um aminoácido mais hidrofóbico fenilalanina, sabe-se que a resposta à temperatura costuma ser perdida. "

Em seus experimentos, eles descobriram que uma substituição de aminoácido que se pensava fazer um gel mais macio formou inesperadamente um gel mais duro. Eles usaram 5 conjuntos de peptídeos diferentes que tinham 16 aminoácidos. Interessantemente, um determinado peptídeo não perdeu a resposta à temperatura. O péptido (concentração a 1% em solução) formou gel (sólido) a 20 ° C (68 ° F) e ao aumentar a temperatura para 80 ° C (178 ° F) o gel tornou-se mole (líquido). Ao reduzir a temperatura de 80 ° C para 20 ° C, o gel sólido foi formado novamente. "Este recurso reversível de temperatura é aplicável para administração de drogas por injeção local, "disse Muraoka.

Eles substituíram a alanina no meio do peptídeo por glicina, o aminoácido mais simples. A reposição de glicina geralmente torna o gel mais macio. Eles usaram instrumentação analítica regular, como CD, IR, e microscopia TEM para entender precisamente como o gel foi formado. Eles também usaram uma abordagem computacional, chamada simulação de dinâmica molecular. "Com base em nossos resultados, agora somos capazes de projetar peptídeos melhor por simulação de computador, "disse Muraoka.

Além disso, a nanofibra de peptídeo era um adesivo celular, que é adequado como um biomaterial para cultura de células e regeneração de tecidos. "Esta pesquisa abrirá novos caminhos para o desenvolvimento de nanofibras de peptídeos de aplicação biomédica, "Muraoka acrescentou.