p Ácido hialurônico, também conhecido como hialuronano, é um polissacarídeo que ajuda a estabelecer a viscosidade dos fluidos corporais. De acordo com um novo estudo realizado por cientistas da EPFL, também influencia o comportamento de muito mais moléculas de água do que se pensava anteriormente. Suas descobertas acabaram de ser publicadas em Avanços da Ciência - abrir novos caminhos de pesquisa sobre o papel que a água desempenha no corpo humano. p Embora a água seja há muito conhecida como um componente crucial dos sistemas biológicos, só recentemente os cientistas estão começando a descobrir as maneiras intrincadas em que impulsiona a estruturação de compostos biológicos, como proteínas, membranas, DNA e açúcares Esse também é o caso do hialuronano, um polissacarídeo encontrado ao redor das células e em partes do nosso corpo onde a lubrificação e a viscosidade são importantes, como em nossas articulações. O hialuronano é um fator determinante da textura dos fluidos aquosos nessas áreas. Usando um novo método desenvolvido em seu laboratório, os cientistas do LBP descobriram que o hialuronano influencia a orientação de muito mais moléculas de água do que se pensava anteriormente. Sua pesquisa, aparecendo em Avanços da Ciência , marca um avanço na forma como os cientistas percebem o papel da água na biologia.

p Uma nova maneira de entender a hidratação

p Os cientistas do LBP investigaram em nanoescala para entender melhor como o hialuronano interage com a água. As moléculas de hialuronano contêm muitos ânions, ou íons carregados negativamente, enquanto as moléculas de água (H2O) são neutras, mas carregadas positivamente em uma extremidade e negativamente carregadas na outra. Essa distribuição de carga orienta as moléculas de água quando elas 'vêem' a carga negativa do hialuronano. Anteriormente, cargas foram pensadas para influenciar a água a uma distância de 3 moléculas de água, envolvendo apenas esta interação. Contudo, usando seu novo método, os cientistas do LBP descobriram que a influência realmente se estende até 1, 600 moléculas de água. Eles também descobriram um segundo mecanismo que orienta a água, a saber, que o campo eletrostático dos ânions muda ligeiramente a maneira como as moléculas de água se conectam umas às outras. Este mecanismo também está em jogo em soluções de hialuronano. Esta descoberta inovadora pode desafiar as formas convencionais de pensar sobre a água e como ela interage com moléculas complexas. O hialuronano é conhecido por suas propriedades de aumento de viscosidade, que sempre foi pensado para surgir apenas de interações entre as moléculas de hialuronano. Contudo, este trabalho mostra que a água e como ela é influenciada também desempenha um papel importante.

p Testando a orientação das moléculas de água

p Hyaluronan orienta as moléculas de água aumentando as correlações água-água. Ele atua como uma "cadeia flexível cercada por conchas estendidas de água orientacionalmente correlacionada, que flutua dependendo dos movimentos da molécula de hialuronano, "diz Sylvie Roke, chefe do LBP. Sua equipe de cientistas mediu as correlações espaciais em escalas de comprimento nanoscópicas.

p Seu método difere das técnicas padrão, como dispersão de luz, que mede as variações de hialuronano em vez de moléculas de água. O que mais, as técnicas existentes não são sensíveis o suficiente para funcionar em concentrações muito baixas. O método LBP, chamado espalhamento elástico de segundo harmônico de femtossegundo, oferece sensibilidade 1000 vezes maior, permitindo medir as diminutas correlações estruturais que resultam das mudanças na estrutura da água. Iluminar uma solução com um pulso de laser infravermelho próximo a femtossegundos resulta na geração de fótons que têm o dobro da energia dos fótons que chegam. Esses segundos fótons harmônicos só podem ser gerados a partir de regiões no líquido que têm uma simetria quebrada em comparação com a estrutura isotrópica do líquido a granel puro. Portanto, eles relatam de maneira muito sensível as diferenças estruturais. Em contraste, nos métodos regulares de espalhamento de luz, os fótons da mesma cor são emitidos de todas as moléculas, de modo que as diferenças estruturais só são detectáveis ​​fazendo uma medição de diferença. Isso resulta em uma sensibilidade 1000 x maior, bem como, neste caso, a sensibilidade à água.

p Roke explica:"A capacidade de observar como as superestruturas da água mudam em resposta a moléculas como o hialuronano abre todo um novo campo de pesquisa. Nosso método poderia ser usado em combinação com outro, abordagens ópticas não lineares para investigar melhor a complexidade dos sistemas aquosos, que agora estamos começando a descobrir. "