p Os engenheiros do MIT projetaram nanopartículas de proteínas magnéticas que podem ser usadas para rastrear células ou monitorar interações dentro das células. As partículas, descrito hoje em Nature Communications , são uma versão aprimorada de um que ocorre naturalmente, proteína fracamente magnética chamada ferritina. p "Ferritina, que é o mais próximo que a biologia nos deu de uma nanopartícula de proteína naturalmente magnética, realmente não é tão magnético. Isso é o que este artigo está abordando, "diz Alan Jasanoff, professor de engenharia biológica do MIT e autor sênior do artigo. "Usamos as ferramentas da engenharia de proteínas para tentar aumentar as características magnéticas dessa proteína."

p As novas nanopartículas de proteínas "hipermagnéticas" podem ser produzidas dentro das células, permitindo que as células sejam fotografadas ou classificadas usando técnicas magnéticas. Isso elimina a necessidade de marcar células com partículas sintéticas e permite que as partículas detectem outras moléculas dentro das células.

p O autor principal do artigo é o ex-aluno de pós-graduação do MIT, Yuri Matsumoto. Outros autores são os estudantes de graduação Ritchie Chen e Polina Anikeeva, professor assistente de ciência e engenharia de materiais.

p Atração magnética

p Pesquisas anteriores produziram partículas magnéticas sintéticas para imagens ou células de rastreamento, mas pode ser difícil entregar essas partículas nas células-alvo.

p No novo estudo, Jasanoff e seus colegas começaram a criar partículas magnéticas que são geneticamente codificadas. Com esta abordagem, os pesquisadores entregam um gene para uma proteína magnética nas células-alvo, levando-os a começar a produzir a proteína por conta própria.

p "Em vez de realmente fazer uma nanopartícula no laboratório e anexá-la às células ou injetá-la nas células, tudo o que precisamos fazer é introduzir um gene que codifica essa proteína, "diz Jasanoff, que também é membro associado do McGovern Institute for Brain Research do MIT.

p Como ponto de partida, os pesquisadores usaram ferritina, que carrega um suprimento de átomos de ferro de que todas as células precisam como componentes de enzimas metabólicas. Na esperança de criar uma versão mais magnética da ferritina, os pesquisadores criaram cerca de 10 milhões de variantes e as testaram em células de levedura.

p Depois de rodadas repetidas de triagem, os pesquisadores usaram um dos candidatos mais promissores para criar um sensor magnético que consiste em ferritina aprimorada modificada com uma tag de proteína que se liga a outra proteína chamada estreptavidina. Isso permitiu que detectassem se a estreptavidina estava presente nas células de levedura; Contudo, essa abordagem também pode ser adaptada para direcionar outras interações.

p A proteína mutada parece superar com sucesso uma das principais deficiências da ferritina natural, que é difícil de carregar com ferro, diz Alan Koretsky, um investigador sênior do Instituto Nacional de Doenças Neurológicas e Derrame.

p "Ser capaz de fazer mais indicadores magnéticos para ressonância magnética seria fabuloso, e esta é uma etapa importante para tornar esse tipo de indicador mais robusto, "diz Koretsky, que não fazia parte da equipe de pesquisa.

p Detecção de sinais de células

p Como as ferritinas modificadas são geneticamente codificadas, eles podem ser fabricados dentro de células que são programadas para fazê-los responder apenas em certas circunstâncias, como quando a célula recebe algum tipo de sinal externo, quando se divide, ou quando se diferencia em outro tipo de célula. Os pesquisadores podem rastrear essa atividade usando imagens de ressonância magnética (MRI), potencialmente permitindo que observem a comunicação entre os neurônios, ativação de células imunológicas, ou diferenciação de células-tronco, entre outros fenômenos.

p Esses sensores também podem ser usados ​​para monitorar a eficácia das terapias com células-tronco, Jasanoff diz.

p "À medida que as terapias com células-tronco são desenvolvidas, será necessário ter ferramentas não invasivas que permitem medi-las, "diz ele. Sem esse tipo de monitoramento, seria difícil determinar que efeito o tratamento está tendo, ou por que pode não estar funcionando.

p Os pesquisadores agora estão trabalhando na adaptação dos sensores magnéticos para funcionar em células de mamíferos. Eles também estão tentando tornar a ferritina projetada ainda mais magnética. 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.