p Um estudo realizado por cientistas do Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), a Universidad Complutense (UCM), Universidad de Girona (UdG), e o Instituto de Bioengenharia da Catalunha (IBEC), trabalhando junto com outros centros internacionais, superou um dos principais obstáculos para o uso de nanorrobôs alimentados por lipases, enzimas que desempenham papéis essenciais na digestão, quebrando as gorduras dos alimentos para que possam ser absorvidas. p O estudo foi coordenado por Marco Filice da Unidade de Microscopia e Imagem Dinâmica do CNIC - integrante do ReDIB Infraestructura Científico Técnica Singular (ICTS) - professor da Faculdade de Farmácia (UCM) e Professor Pesquisador do ICREA Samuel Sánchez do IBEC. O artigo, publicado no jornal Angewandte Chemie International Edition , descreve uma ferramenta para modular motores alimentados por enzimas, ampliando suas potenciais aplicações biomédicas e ambientais.

p Os microrganismos são capazes de nadar em ambientes complexos, responder ao seu entorno, e se organizam de forma autônoma. Inspirado por essas habilidades, nos últimos 20 anos, os cientistas conseguiram reproduzir artificialmente esses pequenos nadadores, primeiro na escala macro-micro e depois na escala nano, encontrar aplicações em remediação ambiental e biomedicina.

p "A velocidade, capacidade de carga, e a facilidade de funcionalização da superfície de micro e nanomotores tem visto os recentes avanços da pesquisa converter esses dispositivos em instrumentos promissores para resolver muitos problemas biomédicos. Contudo, um desafio chave para o uso mais amplo desses nanorrobôs é escolher um motor apropriado para impulsioná-los, "explicou Sánchez.

p Nos últimos 5 anos, o grupo IBEC foi pioneiro no uso de enzimas para gerar a força propulsora de nanomotores. "Nanomotores bio-catalíticos usam enzimas biológicas para converter energia química em força mecânica, e essa abordagem despertou grande interesse na área, com urease, catalase, e glicose oxidase entre as escolhas mais frequentes para alimentar esses minúsculos motores, "disse Sánchez.

p O grupo CNIC é líder na manipulação estrutural e imobilização de enzimas lipases na superfície de diferentes nanomateriais. As lipases são excelentes componentes nanomotores porque seu mecanismo catalítico envolve grandes mudanças conformacionais entre uma abertura, forma ativa e fechada,

p "Neste projeto, investigamos o efeito da modulação da atividade catalítica das enzimas lipase para impulsionar nanopartículas à base de silício, "explicou Filice.

p Além da conformação tridimensional da enzima, a equipe também investigou como o controle da orientação da enzima durante sua imobilização na superfície nanomotora afeta sua atividade catalítica e, portanto, a propulsão dos nanorrobôs.

p Os pesquisadores modificaram quimicamente a superfície das nanopartículas de silício para gerar três combinações específicas de conformações e orientações de lipase durante a imobilização:1) conformação aberta mais orientação controlada; 2) conformação fechada mais orientação não controlada; 3) uma situação intermediária entre 1 e 2.

p A equipe analisou os três tipos de nanorrobô com técnicas espectroscópicas, ensaios para avaliar os parâmetros catalíticos relacionados à atividade enzimática, Simulações Moleculares Dinâmicas (realizadas pela equipe da Professora Silvia Osuna na UdG), e rastreamento direto de trajetórias nanomotoras individuais por técnicas de microscopia. "Os resultados demonstram que combinar uma conformação de enzima aberta com uma orientação específica no nanomotor é fundamental para alcançar a propulsão controlada."