Cientistas desenvolvem gel feito de proteínas de seda de aranha para aplicações biomédicas
Pesquisadores do Karolinska Institutet na Suécia e da Universidade Sueca de Ciências Agrícolas descobriram que as proteínas da seda da aranha podem ser fundidas a proteínas biologicamente ativas e convertidas em um gel à temperatura do corpo.
Um dos objetivos é desenvolver uma solução de proteína injetável que forme um gel dentro do corpo, que possa ser usado na engenharia de tecidos e para liberação de drogas, mas também fazer géis que possam agilizar processos químicos onde as enzimas são usadas. O estudo foi publicado na Nature Communications.
“Desenvolvemos um método completamente novo para criar um gel tridimensional de seda de aranha que pode ser projetado para fornecer diferentes proteínas funcionais”, diz Anna Rising, líder do grupo de pesquisa do Departamento de Biociências e Nutrição do Karolinska Institutet (KI) e professor do Departamento de Anatomia, Fisiologia e Bioquímica da Universidade Sueca de Ciências Agrárias (SLU).
_______
“As proteínas no gel são muito próximas e o método é tão suave que pode ser usado até mesmo para proteínas sensíveis.”
_______
No futuro, os pesquisadores esperam desenvolver uma solução de proteína injetável que forme um gel dentro do corpo. A capacidade de projetar hidrogéis com funções específicas se abre para uma gama de aplicações possíveis. Esse gel poderia, por exemplo, ser usado para obter uma liberação controlada de drogas no corpo. Na indústria química, pode ser fundido a enzimas, uma forma de proteína usada para acelerar vários processos químicos.
Bem tolerada pelo corpo
“A um prazo um pouco mais longo, acho que os géis injetáveis podem se tornar muito úteis na medicina regenerativa”, diz a primeira autora do estudo, Tina Arndt, estudante de doutorado no grupo de pesquisa de Anna Rising no Karolinska Institutet.
“Temos um longo caminho a percorrer, mas o fato de que a solução de proteína rapidamente forma um gel à temperatura do corpo e que a seda da aranha mostrou ser bem tolerada pelo corpo é promissor”.
Imita a fiação de seda de aranha
A capacidade das aranhas de girar fibras incrivelmente fortes a partir de uma solução de proteína da seda em frações de segundo despertou o interesse nos mecanismos moleculares subjacentes. Os pesquisadores do KI e SLU estão particularmente interessados na capacidade das aranhas de manter as proteínas solúveis para que não se aglomerem antes da fiação da seda da aranha. Eles desenvolveram anteriormente um método para a produção de proteínas valiosas que imitam o processo que a aranha usa para produzir e armazenar suas proteínas de seda.
“Já mostramos anteriormente que uma parte específica da proteína da seda da aranha chamada domínio N-terminal é produzida em grandes quantidades e pode manter outras proteínas solúveis, e podemos explorar isso para aplicações médicas”, diz Anna Rising. “Nós deixamos as bactérias produzirem essa parte da proteína ligada a proteínas funcionais, incluindo várias drogas e enzimas.”
Transformado em gel
O novo estudo mostra que o domínio N-terminal também tem a capacidade de mudar de forma e fazer a transição para pequenas fibrilas que fazem com que a solução de proteína seja convertida em um gel se incubada a 37 ° C. Além disso, pode ser fundido a proteínas funcionais que preservam sua função no gel.
A pesquisa foi financiada pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), o Centro de Medicina Inovadora (CIMED) no Karolinska Institutet e Região Estocolmo, a Área de Pesquisa Estratégica de Células-Tronco e Medicina Regenerativa no Karolinska Institutet, o Conselho de Pesquisa Sueco, o European Regional Fundo de Desenvolvimento e a Fundação Novo Nordisk. O estudo também foi realizado usando a instalação central Biomedicum Imaging Core (BIC) no Karolinska Institutet. Os pesquisadores afirmam que não há conflitos de interesse.
Com informações: ScienceDaily / Karolinska Institutet