p Cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech) e da Universidade de Tóquio desenvolveram uma técnica para a conversão reversível de vesículas lipídicas 3-D em nanofolhas ultrafinas 2-D. Tanto as nanofolhas estáveis ​​quanto o processo de conversão 2-D-3-D reversível podem encontrar várias aplicações na indústria farmacêutica, Bioengenharia, Comida, e ciências cosméticas. p Um número surpreendente de avanços tecnológicos recentes e novas aplicações de engenharia andam de mãos dadas com o progresso no campo da ciência dos materiais. O design e a manipulação de materiais em nanoescala (ou seja, da ordem de bilionésimos de metro) tornou-se um tema quente. Em particular, nanofolhas, que são estruturas planas 2-D ultrafinas com uma superfície que varia de vários micrômetros a milímetros, recentemente atraíram muita atenção por causa de sua excelente mecânica, elétrico, e propriedades ópticas. Por exemplo, nanofolhas orgânicas têm grande potencial como ferramentas biomédicas ou biotecnológicas, enquanto nanofolhas inorgânicas podem ser úteis para armazenamento e coleta de energia.

p Mas que tal passar de uma estrutura de nanofolha 2-D para uma estrutura molecular 3-D de uma forma controlável e reversível? Cientistas da Tokyo Tech e da Universidade de Tóquio realizaram um estudo sobre esse processo de conversão 2-D / 3-D reversível, motivado por suas aplicações potenciais. Em seu estudo, publicado em Materiais avançados , eles primeiro se concentraram na conversão de vesículas lipídicas esféricas (estruturas semelhantes a bolhas) em nanofolhas 2-D por meio da ação cooperativa de dois compostos:um peptídeo ácido destruidor de membrana denominado E5 e um copolímero catiônico denominado poli (alilamina) -enxtrano-dextrano (ou PAA-g-Dex, como diminutivo). Eles então tentaram reverter as nanofolhas de lipídios de volta à sua forma de vesícula 3-D, modificando condições específicas, como pH, ou usando uma enzima (Fig. 1), e descobriu que a reação era reversível.

p Assim, através de vários experimentos, os cientistas elucidaram os mecanismos e as interações moleculares que tornam essa conversão reversível possível. Em meio aquoso, bicamadas lipídicas planas tendem a ser instáveis ​​porque algumas de suas caudas hidrofóbicas (repelentes de água) estão expostas nas bordas, levando à formação de vesículas, que são muito mais estáveis ​​(Fig. 2). Contudo, peptídeo E5, quando dobrado em uma estrutura helicoidal com o auxílio de PAA-g-Dex, pode romper a membrana dessas vesículas para formar nanofolhas 2-D. Este par de compostos se combinam em uma estrutura semelhante a um cinto nas bordas das nanofolhas, em um processo que é fundamental para estabilizá-los. Professor Atsushi Maruyama, quem liderou esta pesquisa, explica "Nas estruturas de folha observadas na presença de E5 e PAA-g-Dex, a montagem de E5 e o copolímero nas bordas da folha provavelmente evita a exposição das bordas hidrofóbicas à fase de água, estabilizando assim as nanofolhas. "(ver Fig. 3) As folhas podem ser convertidas de volta em vesículas esféricas interrompendo a estrutura semelhante a uma correia. Isso pode ser feito por, por exemplo, adicionar o sal de sódio de poli (ácido vinilsulfônico), que altera a forma helicoidal de E5.

p Os experimentos dos cientistas mostraram que a nanofolha é muito estável, flexível, e fino; essas são propriedades valiosas em estudos e aplicações de biomembrana. Por exemplo, o processo de conversão 2-D-3-D pode ser usado para encapsular moléculas, como drogas, nas vesículas, convertendo-as em lençóis e depois de volta em esferas. "As vesículas lipídicas são usadas tanto para estudos básicos quanto para aplicações práticas na indústria farmacêutica, alimentos, e ciências cosméticas. A capacidade de controlar a formação de nanofolhas e vesículas será útil nesses campos, "conclui o Prof. Maruyama. Sem dúvida, melhorar nossa capacidade de manipular o mundo nanoscópico trará mudanças macroscópicas positivas em nossas vidas.