Menos de 20 anos depois de ter sido desenvolvido, uma fina, folha resiliente de átomos de carbono com propriedades notáveis ​​conhecidas como grafeno está transformando campos biomédicos tão distantes quanto a engenharia de tecidos, neuroprostética e descoberta de medicamentos.

Porque conduz calor e eletricidade prontamente, o grafeno também pode ser um bom biossensor. Mas não é neutro. Quando os cientistas da Universidade de Vanderbilt tentaram usar o grafeno para medir a atividade elétrica no cérebro, eles descobriram que na verdade aumentava a sinalização das células nervosas.

Ele fez isso permitindo que as membranas das células nervosas puxassem mais colesterol. A substância gordurosa foi usada para fazer mais vesículas que embalam os neurotransmissores, os mensageiros químicos que transmitem sinais entre as células nervosas. Mais vesículas e mais neurotransmissores significam sinais mais fortes.

Estes achados, relatado na semana passada no jornal Nature Communications , foi uma surpresa completa para os investigadores. Eles levantam a possibilidade de que o grafeno possa permitir aos pesquisadores mudar a forma como as células se comunicam, manipulando o conteúdo de colesterol na membrana celular.

O grafeno "não só pode ser um veículo muito bom para entregar drogas, mas também uma forma de potencializar o efeito da droga, "disse o autor sênior do jornal, Qi Zhang, Ph.D., professor assistente de Farmacologia na Vanderbilt University School of Medicine.

Os pesquisadores começaram seu experimento cultivando neurônios - células nervosas - em uma folha de grafeno.

O primeiro autor do artigo, Kristina Kitko, um estudante de pós-graduação em ciência de materiais interdisciplinar, pega a história de lá em uma coluna convidada que escreveu para um blog da Nature Chemistry:"Observamos um aumento na frequência de disparo neuronal no grafeno, "ela escreveu." Isso foi substancial e nossa curiosidade foi aguçada. Quando começamos a olhar para medições mais direcionadas da atividade pré-sináptica, o que surgiu consistentemente foi surpreendente:potenciação sináptica no grafeno. "

Percebendo que o grafeno provavelmente estava agindo na membrana da célula nervosa, que consiste principalmente em colesterol, a próxima pergunta era:"O colesterol pode, de alguma forma, estar envolvido?"

"Isso nos levou à ideia de manipular os níveis de colesterol da membrana, "Kitko continuou." O colesterol desempenha papéis importantes e fundamentais para as células de várias maneiras, mas com particular relevância para a descoberta de drogas, demonstramos o efeito do grafeno nos receptores acoplados à proteína G, cujas atividades são mediadas pelo colesterol. "

Metade de todas as drogas tem como alvo esses receptores.

Kitko foi convidada a apresentar as descobertas de seu grupo em uma Gordon Research Conference sobre "interfaces neuroeletrônicas" no próximo mês em Galveston, Texas.