p Os engenheiros químicos do MIT desenvolveram uma nova maneira de gerar nanopartículas que podem reconhecer moléculas específicas, abrindo uma nova abordagem para a construção de sensores duráveis ​​para muitos compostos diferentes, entre outras aplicações. p Para criar esses "anticorpos sintéticos, "os pesquisadores usaram nanotubos de carbono - ocos, cilindros com nanômetros de espessura feitos de carbono que fluorescem naturalmente quando expostos à luz laser. No passado, pesquisadores exploraram esse fenômeno para criar sensores revestindo os nanotubos com moléculas, como anticorpos naturais, que se ligam a um alvo específico. Quando o alvo é encontrado, a fluorescência do nanotubo de carbono clareia ou escurece.

p A equipe do MIT descobriu que eles poderiam criar novos sensores revestindo os nanotubos com polímeros anfifílicos especificamente projetados - polímeros que são atraídos por óleo e água, como sabonete. Essa abordagem oferece uma grande variedade de sites de reconhecimento específicos para diferentes alvos, e pode ser usado para criar sensores para monitorar doenças como câncer, inflamação, ou diabetes em sistemas vivos.

p "Esta nova técnica nos dá uma capacidade sem precedentes de reconhecer qualquer molécula-alvo por meio da triagem de complexos de nanotubo-polímero para criar análogos sintéticos para a função do anticorpo, "diz Michael Strano, o Carbon P. Dubbs Professor de Engenharia Química no MIT e autor sênior do estudo, que aparece na edição online de 24 de novembro de Nature Nanotechnology .

p Os principais autores do artigo são Jingqing Zhang, recém-recebedor do PhD, pós-doutorado Markita Landry, e os ex-pós-doutorandos Paul Barone e Jong-Ho Kim.

p Anticorpos Sintéticos

p Os novos sensores baseados em polímero oferecem uma abordagem de design sintético para a produção de locais de reconhecimento molecular, permitindo, entre outras aplicações, a detecção de uma biblioteca potencialmente infinita de alvos. Além disso, esta abordagem pode fornecer uma alternativa mais durável para o revestimento de sensores, como nanotubos de carbono, com anticorpos reais, que pode se decompor no interior de células e tecidos vivos. Outra família de moléculas de reconhecimento comumente usadas são os aptâmeros de DNA, que são pequenos pedaços de DNA que interagem com alvos específicos, dependendo da sequência do aptâmero. Contudo, não há aptâmeros específicos para muitas das moléculas que se deseja detectar, Strano diz.

p No novo jornal, os pesquisadores descrevem locais de reconhecimento molecular que permitem a criação de sensores específicos para a riboflavina, estradiol (uma forma de estrogênio), e L-tiroxina (um hormônio da tireoide), mas agora estão trabalhando em sites para muitos outros tipos de moléculas, incluindo neurotransmissores, carboidratos, e proteínas.

p A abordagem deles tira proveito de um fenômeno que ocorre quando certos tipos de polímeros se ligam a um nanotubo de carbono. Esses polímeros, conhecido como anfifílico, têm regiões hidrofóbicas e hidrofílicas. Esses polímeros são projetados e sintetizados de forma que, quando os polímeros são expostos a nanotubos de carbono, as regiões hidrofóbicas prendem-se aos tubos como âncoras e as regiões hidrofílicas formam uma série de voltas que se estendem para longe dos tubos.

p Esses loops formam uma nova camada em torno do nanotubo, conhecido como corona. Os pesquisadores do MIT descobriram que os loops dentro da corona são dispostos com muita precisão ao longo do tubo, e o espaçamento entre as âncoras determina qual molécula alvo será capaz de se encaixar nas alças e alterar a fluorescência do nanotubo de carbono.

p Interações moleculares

p O que é único nesta abordagem, os pesquisadores dizem, é que o reconhecimento molecular não poderia ser previsto olhando para a estrutura da molécula alvo e do polímero antes de se ligar ao nanotubo.

p "A ideia é que um químico não poderia olhar para o polímero e entender por que ele reconheceria o alvo, porque o próprio polímero não pode reconhecer seletivamente essas moléculas. Tem que ser adsorvido ao nanotubo e então, por ter certas seções do polímero expostas, forma um local de ligação, "Strano diz.

p Laurent Cognet, um cientista sênior do Instituto de Óptica da Universidade de Bordeaux, afirma que esta abordagem deve ser útil para muitas aplicações que requerem detecção confiável de moléculas específicas.

p “Este novo conceito, sendo baseado no reconhecimento molecular da própria fase adsorvida, não requer o uso de anticorpos ou moléculas equivalentes para alcançar reconhecimentos de moléculas específicas e, portanto, fornece uma rota alternativa promissora para detecção molecular "sob demanda", "diz Cognet, que não fazia parte da equipe de pesquisa.

p Os pesquisadores usaram um sistema automatizado, procedimento de tentativa e erro assistido por robô para testar cerca de 30 nanotubos revestidos com polímero contra três dezenas de alvos possíveis, rendendo três acertos. Eles agora estão trabalhando em uma maneira de prever essas interações polímero-nanotubo com base na estrutura das camadas corona, usando dados gerados a partir de um novo tipo de microscópio que Landry construiu para criar imagens das interações entre as coronas de nanotubos de carbono e seus alvos.

p "O que está acontecendo com o polímero e a fase corona tem sido um pouco misterioso, então, este é um passo à frente na obtenção de mais dados para resolver o problema de como projetar um alvo para uma molécula específica, "Landry diz. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.