Pesquisadores do Departamento de Biologia do Câncer da UC estão colaborando com cientistas de materiais da Universidade de Houston para criar e usar nanotubos para capturar e compreender a regulação de proteínas envolvidas em uma variedade de doenças, incluindo certos tipos de câncer. doenças cardiovasculares e obesidade.

Um estudo recente, publicado na American Chemical Society Materiais Aplicados e Interfaces Diário, mostraram que nanotubos de titânio cultivados em fio de metal à base de titânio forneceram eficácia para o enriquecimento de fosfopeptídeos, o mecanismo de regulação chave por trás das funções biológicas e celulares normais, e eram mais fáceis de usar, o que pode significar custos mais baixos e uso mais prático de materiais em estudos científicos.

"A fosforilação de proteínas é um mecanismo regulador central para funções dentro das células normais e processos biológicos no corpo, enquanto a interrupção da fosforilação pode levar ao início de uma variedade de doenças, incluindo cardiovascular, neurológico, endócrino e câncer, "diz Ken Greis, PhD, professor associado do Departamento de Biologia do Câncer, membro do UC Cancer Institute e do Cincinnati Cancer Center e co-autor do estudo.

“Os estudos que visam compreender a dinâmica da fosforilação chegaram à vanguarda da pesquisa biológica à medida que a comunidade de pesquisa tenta compreender os mecanismos celulares subjacentes da doença com o objetivo de fornecer novos alvos para a intervenção terapêutica.

Greis diz que o estudo da fosforilação celular de proteínas (ou fosfoproteômica) é normalmente feito separando e categorizando as proteínas por cromatografia líquida e espectrometria de massa. O enriquecimento com a adição de materiais metálicos é necessário para ajudar nessa separação.

"Partículas mesoporosas de titânia são amplamente utilizadas para enriquecimento de fosfopeptídeos, mas são caras e oferecem oportunidades muito limitadas de melhoria na função, "Ele continua." Nanotubos de dióxido de titânio (comumente conhecido como titânia) crescidos em fio de titânio têm mostrado características promissoras para a separação de fosfopeptídeos. Neste estudo, avaliamos a eficácia dos nanotubos em fios de titânio para pesquisas de fosfoproteômica. "

Os pesquisadores usaram nanotubos de titânio baseados em fio de titânio e compararam os resultados quando as partículas comerciais foram usadas em um conjunto de fosfopeptídeos padrão conhecidos e, em seguida, em centenas de fosfopeptídeos derivados de tecido de fígado animal.

"Nossos estudos revelaram que os nanotubos de titânia em fio de metal fornecem eficácia comparável para enriquecimento de fosfopeptídeos e uso mais fácil quando comparados às partículas. Isso poderia reduzir custos e ser um método mais eficaz para estudos futuros, "Greis diz." A capacidade de variar o comprimento e o tamanho dos nanotubos também abre a porta para um maior desenvolvimento da tecnologia de enriquecimento. Esta é uma colaboração verdadeiramente empolgante que também destaca o benefício das interações científicas entre as disciplinas.

"Esta interação foi iniciada por uma discussão entre pós-docs nas duas instituições e floresceu em uma colaboração frutífera com o professor Oomman Varghese, que é um dos maiores especialistas em tecnologias, para gerar e desenvolver nanotubos de titânio para uso como sensores químicos e para tecnologias de conversão de energia solar na Universidade de Houston. Agora, estamos combinando nossa experiência para projetar e testar novos materiais de enriquecimento para aprimorar ainda mais nossa compreensão das mudanças de fosforilação em doenças para nos ajudar na luta contra o câncer e outras enfermidades. Mostra uma grande promessa. "