Um estudo, em que participou o grupo de Nanomecânica de Membrana liderado pelo professor Ikerbasque Dr. Vadim Frolov da Unidade de Biofísica da Universidade do País Basco, sugere que os nanotubos de carbono de parede única podem ser usados ​​como andaimes universais para ajudar a replicar as propriedades dos canais da membrana celular. Os resultados do estudo foram publicados na prestigiosa revista. Natureza .

As membranas biológicas definem a arquitetura funcional dos sistemas vivos:são seletivamente permeáveis, manter a identidade química das células e organelas intracelulares, e regular a troca de material entre eles. Para controlar o transporte de íons e pequenas moléculas através das membranas celulares, proteínas altamente especializadas que transportam essas moléculas através da membrana são usadas. Avanços recentes em nanotecnologia e nanofabricação têm permitido sintetizar e fabricar compostos artificiais destinados a cumprir as funções de canais e transportadores transmembrana. O comportamento desses compostos artificiais é cada vez mais semelhante ao de seus protótipos celulares, em outras palavras, eles têm características cada vez mais semelhantes:seletividade molecular, direcionamento de membrana e eficiência de transporte. Contudo, criando um universal, protótipo versátil para fabricar canais com propriedades de transporte específicas permanece um desafio.

O estudo, que contou com a participação do grupo do Dr. Vadim Frolov, Professor-pesquisador Ikerbasque da Unidade de Biofísica da UPV / EHU, e liderado pelo Dr. Alex Noy do Lawrence Livermore National Laboratories (Estados Unidos), sugere que nanotubos de carbono de parede única (CNTs) podem ser usados ​​como uma estrutura com afinidade e propriedades de transporte semelhantes aos canais de proteína. Os nanotubos são transportadores muito eficientes porque seu diâmetro estreito (de cerca de 1 nm) e interior hidrofóbico são muito semelhantes ao design estrutural geral dessas proteínas.

Os pesquisadores envolvidos no estudo descobriram que os CNTs ultracurtos cobertos por moléculas de lipídios formam canais em membranas artificiais, bem como em membranas de células vivas. Essas estruturas permanecem estáveis ​​em solução e se inserem espontaneamente nas membranas. Da mesma forma, os pesquisadores viram que os CNTs inseridos em uma membrana contêm propriedades de transporte comparáveis ​​às de pequenos canais iônicos. O que é mais, eles descobriram que esses CNTs são capazes de transportar DNA.

Um futuro promissor

Como conclui Frolov, mecanismos de transporte transmembrana por meio de CNTs ultracurtos requerem pesquisas mais extensas, portanto, o projeto de colaboração entre os grupos do Lawrence Livermore National Laboratories e a UPV / EHU ainda não terminou. Os cientistas esperam que, por meio de sofisticadas modificações químicas, a otimização dos processos de produção, e o uso de outras abordagens de nanofabricação pode ter sucesso na produção de canais iônicos totalmente funcionais com base em CNTs ultracurtos.