Impressão artística da automontagem anfifílica a partir de moléculas dissolvidas (direita, primeiro plano), a formação de uma nanogota (meio), em um lipossoma (à esquerda, bem atrás). Crédito:Giorgio Gasco
A criação de membranas é de enorme importância na biologia, mas também em muitas aplicações químicas desenvolvidas por humanos. Essas membranas são moldadas espontaneamente quando moléculas semelhantes a sabão na água se unem. Os pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven agora têm uma imagem clara de todo o processo. A formação da membrana começa com nanogotas na água com uma concentração mais alta de moléculas semelhantes a sabão. Se você pode controlar essas nanogotículas, você pode controlar a forma, espessura e tamanho das membranas. Isso é de grande importância para, entre outras coisas, o desenvolvimento de novos nanomedicamentos. Os resultados são publicados em Química da Natureza .
Membranas biológicas, e variantes feitas pelo homem, consistem em moléculas anfifílicas, dos quais o sabonete é um exemplo. Essas moléculas têm uma cabeça que se liga à água, mas uma cauda que se afasta da água. Você pode imaginar que um grupo de tais moléculas na água, de preferência junta as caudas, e coloca as cabeças para fora, em direção à água. Processos semelhantes também dominam a criação de membranas. Muitas vezes eles são esféricos, como lipossomas, então você pode, por exemplo, coloque um remédio nele. E também a membrana definitiva, a parede celular, é construído de maneira semelhante.
Como nanopartículas se auto-montam
Até agora, a formação de 'micelas' foi considerada a primeira etapa na formação da membrana. Uma micela é uma estrutura esférica extremamente pequena (cerca de 100 nanômetros) de moléculas anfifílicas - todas com as caudas para dentro e as cabeças para fora. Contudo, pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven descobriram um começo diferente:a formação de nanogotas na água com uma concentração maior de moléculas anfifílicas. Na interface dessa queda, as moléculas anfifílicas, por assim dizer, pegam as mãos uns dos outros:primeiro eles formam esferas, que então se transformam em cilindros ou placas, e então uma membrana fechada é criada que envolve a nanogota. Com este processo denominado de 'automontagem', a gota se tornou um lipossoma.
Esquema da automontagem a partir de nanogotas (à esquerda), intermediado por micelas e cilindros e placas (meio), em um lipossoma (direita). Crédito:Alessandro Ianiro / Química da Natureza
A equipe de pesquisa previu este resultado com base em um modelo matemático e simulações de computador, e então o confirmou com uma forma muito especial de microscopia eletrônica. Com microscopia eletrônica de fase líquida, eles poderiam fazer vídeos da formação de lipossomas. Como as moléculas anfifílicas regulares são muito pequenas até mesmo para esta forma de microscopia ver, os pesquisadores usaram moléculas muito maiores que funcionam da mesma maneira (copolímeros em bloco).
Formulários
De acordo com os pesquisadores, seus novos conhecimentos são fundamentais para controlar melhor a automontagem das membranas. Eles esperam ver o conhecimento refletido em uma ampla gama de aplicações. Entre outras coisas, Professor Nico Sommerdijk, um dos pesquisadores, está pensando em nanomedicina, incluindo melhores maneiras de fornecer medicamentos contra o câncer no lugar certo do corpo, encapsulando-os em lipossomas.
