Novas pesquisas mostram que o tamanho das células e as membranas podem desempenhar um papel fundamental na regulação da distribuição de moléculas dentro das células. Esta descoberta oferece um novo método não convencional para manipular células artificiais por meio de seu tamanho e propriedades interfaciais, ou seus limites, em vez de modificação molecular de sua estrutura química. Isso pode ajudar várias indústrias, de cosméticos a produtos farmacêuticos, que desejam evitar alterações inesperadas nas propriedades das células artificiais em seus produtos, como ao criar novos medicamentos, como vacinas.
Células artificiais podem ser pequenos salva-vidas, como a vacina de mRNA COVID-19. Essas maravilhas projetadas podem ser feitas para imitar as funções das células biológicas e realizar todos os tipos de tarefas, desde “ensinar” nossas próprias células a responder a um vírus, cultivar pele artificial para testar cosméticos ou fazer conservantes de alimentos.

No entanto, criar e manipular essas células vem com muitos desafios. "Nos últimos anos, células artificiais contendo soluções (ou misturas) de moléculas multicomponentes têm sido usadas em produtos cosméticos e farmacêuticos. Embora tais soluções não se separassem em tubos de ensaio, às vezes elas se separavam em células artificiais, o que era problemático para as aplicações", explicou Professor Associado Miho Yanagisawa da Escola de Pós-Graduação de Artes e Ciências da Universidade de Tóquio.

Essa separação, chamada separação de fase líquido-líquido (LLPS), surgiu como um mecanismo fundamental para regular a atividade biológica em organismos vivos. No entanto, o tipo de biomoléculas que se separam e as condições em que isso ocorre ainda não foram totalmente compreendidos. Esta última pesquisa publicada em ACS Materials Letters fornece alguns insights muito necessários.

“Convencionalmente, as condições de separação e o grau de separação eram considerados independentes do tamanho, desde que o tamanho do recipiente fosse de cerca de 1 micrômetro, ou mícron (um milésimo de milímetro) ou maior”, disse Yanagisawa. No entanto, uma descoberta surpreendente desta pesquisa foi que quanto menor a célula artificial, maior o grau em que a separação ocorreu.

A ideia de comportamento dependente do tamanho da célula foi sugerida em 2012, mas os detalhes desse fenômeno permaneceram obscuros. A equipe da Universidade de Tóquio realizou experimentos em multiescala usando gotículas de tamanhos diferentes de dois polímeros – curto, polietilenoglicol (PEG) e longo, dextrano – em misturas contidas em uma membrana lipídica para criar células artificiais de tamanhos diferentes.

"A partir de tais experimentos, percebemos que a membrana detecta pequenas diferenças entre as moléculas e seleciona a molécula preferida, que é a origem do comportamento dependente do tamanho da célula. Esse foi o grande clímax do estudo", explicou Yanagisawa. "Acreditamos que essa descoberta oferece um novo método de manipulação de materiais por meio do tamanho do espaço e das propriedades interfaciais dos recipientes de células artificiais. Essa ideia é bem diferente das convencionais por meio da manipulação de estruturas moleculares."

Yanagisawa diz:"Existem principalmente duas direções para o próximo passo:uma é para uma compreensão física e formulação dos efeitos do espaço do tamanho da célula sobre os comportamentos moleculares; outra é para aplicações farmacêuticas e cosméticas, usando as células artificiais efeito de tamanho." + Explorar mais

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