Método para produzir compostos de enxofre nas células mostra-se promissor para a reparação de tecidos
Pesquisadores criaram um novo método para induzir o H2 Reação de oxidação S dentro das células usando micelas poliméricas, que são estruturas de núcleo-invólucro de tamanho nanométrico automontadas. Crédito:Urara Hasegawa Os compostos à base de enxofre produzidos no nosso corpo ajudam a combater a inflamação e a criar novos vasos sanguíneos, entre outras responsabilidades, mas os compostos são delicados e decompõem-se facilmente, tornando-os difíceis de estudar.
Uma equipe liderada por cientistas da Penn State desenvolveu um novo método para gerar os compostos – chamados polissulfetos – dentro das células, e o trabalho pode levar a avanços no tratamento de feridas e no reparo de tecidos.
Os pesquisadores relataram seu trabalho na revista Advanced Healthcare Materials .
"Os pesquisadores já lutaram para fornecer espécies de enxofre apropriadas para sistemas biológicos, e desenvolvemos uma nova abordagem que pode fazer isso", disse Urara Hasegawa, professora assistente de ciência e engenharia de materiais na Penn State e autora correspondente do estudo. “Nosso trabalho oferece uma opção promissora para a entrega controlada de polissulfetos para aplicações terapêuticas”.
Sulfeto de hidrogênio (H2 S), o gás responsável pelo cheiro de ovo podre no gás natural e nos esgotos, também é produzido em nossos corpos, onde parece atuar como um mediador de sinais – enviando mensagens às células e ajudando a regular processos nos sistemas cardiovascular, nervoso e imunológico. sistemas.
No entanto, segundo os pesquisadores, estudos recentes sugeriram que H2 S pode não ser realmente o mediador do sinal. Em vez disso, podem ser polissulfetos, que são criados quando H2 S se mistura com enzimas e oxigênio nas células, disseram os cientistas.
Os pesquisadores não conseguiram confirmar esta teoria, disse Hasegawa, porque os compostos de polissulfeto são inerentemente instáveis e se decompõem facilmente.
"A pesquisa atual é bastante limitada porque nós, como comunidade, não sabemos como funcionam as espécies de sulfureto", disse Hasegawa, explicando que a incapacidade de produzir uma libertação controlada e sustentada dos compostos em sistemas biológicos tem dificultado o avanço da biologia do sulfureto. pesquisar. “Se quisermos fazer pesquisa básica, um sistema de distribuição é essencial, e foi isso que desenvolvemos aqui”.
Os cientistas criaram um novo método para induzir o H2 Reação de oxidação S dentro das células usando micelas poliméricas, que são estruturas de núcleo-invólucro de tamanho nanométrico automontadas.
Essas estruturas núcleo-invólucro podem ser absorvidas pelas células e proteger o que está dentro - neste caso, manganês porfirina, um complexo metálico que pode converter H2 S para polissulfetos.
“Fizemos esta nanoestrutura que funciona como uma espécie de nanocápsula”, disse Hasegawa. "Esta nanocápsula pode proteger o complexo de porfirina do ambiente celular e nos permite catalisar a oxidação de H2 S para espécies de polissulfetos e fazê-lo dentro de uma célula."
Os cientistas testaram a abordagem em células endoteliais da veia umbilical humana, um sistema modelo comum que utiliza as células que revestem a veia do cordão umbilical. Eles descobriram que tratar células com a combinação de um H2 A molécula doadora S e as micelas poliméricas de porfirina de manganês induziram a formação de tubos de células endoteliais - ou estruturas semelhantes a capilares que revestem os vasos sanguíneos. Adicionando o H2 A molécula doadora S sozinha induziu apenas a formação fraca de tubos.
“No processo de angiogênese – ou formação de novos vasos sanguíneos –, sabe-se que as células endoteliais se transformam de uma forma poligonal para uma forma alongada”, disse Hasegawa, observando que a literatura científica também indica que a angiogênese pode induzir a proliferação e migração de células endoteliais. “As células precisam se alinhar e remodelar para formar a camada mais interna do vaso sanguíneo que atua como uma barreira para confinar o sangue dentro do vaso”.
Os resultados indicam que a conversão de H2 S para polissulfetos é necessário para estimular a formação de tubos de células endoteliais. A administração de polissulfetos como tratamento pode ter implicações no tratamento de feridas e na reparação de tecidos, disseram os cientistas.
“Estamos muito interessados em engenharia de tecidos ou regeneração de tecidos”, disse Hasegawa. “Nosso trabalho mostra que se aplicarmos essas espécies de sulfetos, parece que podemos estimular a angiogênese”.
Hasegawa disse que a equipe continua suas pesquisas para compreender os mecanismos de bioatividade dos polissulfetos. Trabalhos futuros também poderiam envolver a exploração de aplicações terapêuticas para as micelas.
