(PhysOrg.com) - Um novo método para criar nanofibras feitas de proteínas, desenvolvido por pesquisadores do Instituto Politécnico da Universidade de Nova York (NYU-Poly), promete melhorar muito os métodos de entrega de medicamentos para o tratamento de cânceres, doenças cardíacas e doença de Alzheimer, bem como ajuda na regeneração do tecido humano, osso e cartilagem.

Além disso, aplicado de forma diferente, esse mesmo desenvolvimento pode apontar o caminho para microprocessadores ainda menores e mais poderosos para as futuras gerações de computadores e dispositivos eletrônicos de consumo.

Os detalhes são descritos em um artigo intitulado "Efeitos de Metais Divalentes na Formação de Fibras Nanoscópicas e Reconhecimento de Pequenas Moléculas de Proteínas Helicoidais, "que aparece online em Materiais Funcionais Avançados . Autor Susheel K. Gunasekar, um estudante de doutorado no Departamento de Ciências Químicas e Biológicas da NYU-Poly, foi o pesquisador principal, e é aluno do co-autor Jin Montclare, professor assistente e chefe do departamento de Engenharia de Proteínas e Laboratório de Design Molecular, onde a pesquisa subjacente foi conduzida principalmente. Também estiveram envolvidos os co-autores Luona Anjia, um estudante de graduação, e o professor Hiroshi Matsui, ambos do Departamento de Química e Bioquímica do Hunter College (The City University of New York), onde a pesquisa secundária foi conduzida.

No entanto, tudo isso quase nunca surgiu, diz o professor Montclare, que explica que foi pura "casualidade" - uma observação casual feita por Gunasekar dois anos atrás - que inspirou a pesquisa da equipe e levou a suas descobertas significativas.

Durante um experimento que envolveu o estudo de certas proteínas em forma de cilindro derivadas da proteína da matriz oligomérica da cartilagem (COMP, encontrado predominantemente na cartilagem humana), Gunasekar notou que em altas concentrações, essas proteínas de bobina helicoidal alfa espontaneamente se juntaram e se automontaram em nanofibras. Foi um resultado surpreendente, Montclare diz, porque COMP não era conhecido por formar fibras. "Estávamos muito animados, "ela lembra." Então, decidimos fazer uma série de experimentos para ver se conseguiríamos controlar a formação de fibras, e também controlar sua ligação a pequenas moléculas, que seria alojado dentro do cilindro da proteína. "

De especial interesse foram as moléculas de curcumina, um ingrediente em suplementos dietéticos usados ​​para combater a doença de Alzheimer, cânceres e doenças cardíacas.

Ao adicionar um conjunto de aminoácidos que reconhecem metais à proteína coiled-coil, a equipe NYU-Poly teve sucesso, descobrir que as nanofibras alteram suas formas após a adição de metais como zinco e níquel à proteína. Além disso, a adição de zinco fortaleceu as nanofibras, permitindo que eles retenham mais curcumina, enquanto a adição de níquel transformou as fibras em esteiras aglomeradas, desencadeando a liberação da molécula do medicamento.

Próximo, Montclare diz, os pesquisadores planejam experimentar a criação de andaimes de nanofibras que podem ser usados ​​para induzir a regeneração de ossos e cartilagens (via vitamina D incorporada) ou células-tronco humanas (via vitamina A incorporada).

Mais tarde, pode até ser possível aplicar este orgânico, método baseado em proteínas para a criação de nanofibras para o mundo dos computadores e produtos eletrônicos de consumo, Montclare diz - produzindo fios de ouro em nanoescala para uso como circuitos em chips de computador, primeiro criando as nanofibras e, em seguida, guiando o metal até elas.

Em última análise, Montclare diz, os pesquisadores gostariam que os frutos de sua descoberta - como nanofibras terapêuticas e nanofios metálicos - fossem adotados por empresas farmacêuticas e fabricantes de microprocessadores.