As células sintéticas (produzidas artificialmente) podem imitar certas funções das células biológicas. Essas células sintéticas podem abrir novas possibilidades médicas no futuro. Em laboratórios, essas células já podem auxiliar em processos químicos em escala diminuta como “mini-reatores”. Cientistas do Instituto Max Planck para Pesquisa de Polímeros desenvolveram agora um método para controlar o curso desses processos químicos com a ajuda da luz. Seu trabalho é publicado na Angewandte Chemie International Edition .
Os processos que ocorrem nas células biológicas são complexos:as reações químicas contribuem, por exemplo, para a produção de certas substâncias requeridas pelo corpo – seja para fornecer energia ou para se defender contra doenças. Para isso, as células biológicas regulam através de sua membrana celular quais substâncias são absorvidas pela célula e quais são novamente excretadas.

Células produzidas artificialmente com tamanho de aproximadamente 20-50 milionésimos de metro (20-50 µm) já são capazes de reproduzir tais funções em laboratório. Um componente ativo é embalado em um invólucro feito de polímeros, o "compartimento", que possibilita uma reação enzimática, por exemplo.

“Uma célula biológica pode morrer – com células artificiais podemos construir reatores em miniatura que podem ser usados ​​por um período muito maior de tempo”, explica Lucas Caire da Silva, que pesquisa essas células no departamento de Katharina Landfester. "No entanto, o problema com esses minirreatores até agora tem sido como controlar o transporte de substâncias para dentro da célula. Em geral, as cascas dessas células artificiais são difíceis de permear."

A equipe de pesquisadores liderada por da Silva e Landfester agora mudou esse comportamento:eles projetaram moléculas especiais responsivas à luz, que podem ser integradas às membranas poliméricas para produzir canais. Como resultado, a permeabilidade da casca aumenta quando irradiada com luz UV. Se a casca for irradiada com luz visível novamente, esse processo também pode ser revertido.

"Podemos usar essa abordagem para controlar com precisão quando uma substância entra no compartimento, permitindo-nos iniciar uma reação química em um momento e local específicos", diz da Silva.

Os cientistas esperam que no futuro possam usar seus minirreatores para controlar reações que realmente ocorrem em células biológicas em microescala e ver muitas aplicações para essa tecnologia, por exemplo, na medicina.