p Cientistas da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz, na Alemanha, descobriram que as nanopartículas de trióxido de molibdênio oxidam sulfito em sulfato nas células do fígado em analogia à enzima sulfito oxidase. As nanopartículas de trióxido de molibdênio funcionalizadas podem atravessar a membrana celular e se acumular na mitocôndria, onde podem recuperar a atividade da sulfito oxidase. p A sulfito oxidase é uma enzima contendo molibdênio localizada na mitocôndria das células hepáticas e renais, que catalisa a oxidação de sulfito a sulfato durante o metabolismo de proteínas e lipídios e, portanto, desempenha um papel importante nos processos de desintoxicação celular. A falta de sulfito oxidase funcional é uma doença genética rara, mas fatal, que causa distúrbios neurológicos, retardo mental, deformidades físicas, bem como degradação do cérebro, o que finalmente leva à morte prematura. Vários tratamentos dietéticos ou medicamentosos para uma deficiência de sulfito oxidase foram tentados com sucesso moderado.

p Foi o fato de o óxido de molibdênio ser incorporado no sítio ativo das enzimas que inspirou a abordagem agora adotada pela equipe de cientistas que trabalhava sob a liderança do Professor Wolfgang Tremel do Instituto JGU de Química Inorgânica e Química Analítica, bem como o Dr. Dennis Strand e a Professora Susanne Strand do Departamento de Medicina Interna do Centro Médico da Universidade de Mainz. Os pesquisadores esperam que este estudo possa estabelecer a base para uma aplicação terapêutica de nanopartículas de trióxido de molibdênio e, portanto, novas possibilidades para tratar a deficiência de oxidase de sulfito.

p Os níveis reduzidos de sulfito oxidase podem causar problemas de saúde mesmo para pessoas saudáveis. Além disso, sulfitos são usados ​​como conservantes em alimentos, por exemplo., em vinho tinto, suco de uva, ou picles em uma jarra. Pessoas com baixos níveis de sulfito oxidase reagem com sintomas como fadiga, asma, queda no açúcar no sangue, ou dor de cabeça.

p Com seu estudo, os cientistas de Mainz entram em um território cientificamente desconhecido, porque até agora existem poucos estudos de nanopartículas enzimaticamente ativas. "É realmente surpreendente, que nanopartículas inorgânicas simples podem imitar uma atividade enzimática, "disse Ruben Ragg, primeiro autor deste estudo. Em um trabalho anterior, o professor Wolfgang Tremel e sua equipe mostraram que os nanofios de óxido de vanádio contêm uma atividade anti-incrustante induzida enzimaticamente que evita com eficiência que os navios sejam infestados por microorganismos marinhos. "É um objetivo de longa data da química sintetizar enzimas artificiais que imitam os princípios essenciais e gerais das enzimas naturais, "acrescentou Tremel. Há evidências crescentes de que as nanopartículas podem atuar como imitadores de enzimas. Foi relatado que alguns nanomateriais exibem atividades semelhantes às enzimas, mas a marca registrada da química enzimática seria catalisar transformações nas células na presença de outras reações concorrentes. Isso é difícil de conseguir, uma vez que requer compatibilidade com outras reações celulares operando em condições e taxas semelhantes. Portanto, enzimas artificiais não são úteis apenas para uma compreensão do mecanismo de reação de enzimas nativas, mas também para futuras aplicações como agentes terapêuticos.

p Ao mesmo tempo, o uso de nanopartículas de molibdênio teria vários benefícios. "As partículas de óxido de molibdênio são consideravelmente mais baratas e também mais estáveis ​​do que as enzimas produzidas geneticamente, "acrescentou o Dr. Filipe Natalio, parceiro de cooperação da Martin Luther University of Halle-Wittenberg. Natalio está projetando novos materiais que podem imitar estruturas complexas encontradas na natureza, reunindo uma ampla variedade de conhecimentos, desde ciências de materiais até biologia e química. As próximas etapas do projeto serão testar se a atividade enzimática das nanopartículas pode ser retida em organismos vivos.

p As equipes de pesquisa foram apoiadas por uma bolsa interdisciplinar do Centro JGU de Ciências Naturais e Medicina (NMFZ) e do Centro de Pós-Graduação Max Planck (MPGC).