Inspirados pela bactéria Helicobacter pylori, pesquisadores projetaram hélices microscópicas revestidas por enzimas que podem atravessar o muco espesso

Copiando um truque das bactérias, pequenos veículos produzidos pelo homem podem cruzar o muco.

Pesquisadores da Alemanha estão projetando micropropulsores de metal e de vidro que viajam através do muco, em parte, pela liquefação ao seu arredor. As hélices imitam a atividade de bactérias causadoras de úlcera e poderiam ajudar no projeto de microrobôs ou de sistemas de distribuição de drogas, como relatado por um grupo de cientistas no dia 11 de dezembro na revista Science Advances.

“É realmente um bom exemplo deste conceito de engenharia bioinspirada: usar um tipo de estratégia biofísica inteligente da natureza para superar um desafio”, diz Jonathan Celli, biofísico da University of Massachusetts Boston.

Inspirado pela bactéria Helicobacter pylori, os micropropulsores têm cerca de dois micrômetros de comprimento e usam caudas helicoidais para avançar. As hélices também são revestidas de urease, uma enzima que a H. pylori libera para liquefazer o muco espesso do estômago. Outras bactérias, que não produzem a urease, ficam presas no muco viscoso, assim como os micropropulsores que não as possuem.

Cada micropropulsor contém níquel magnético em sua cauda, ​​de modo a que este “saca-rolhas” vai rodar para a frente, na presença de um campo magnético rotativo. “É como uma broca remota que não precisa de contato”, diz o co-autor do estudo Peer Fischer, um físico-químico do Instituto para Sistemas Inteligentes Max Planck, em Stuttgart, na Alemanha. Fischer e seus colegas testaram as hélices em uma mistura de proteínas do muco do estômago de porco e ácido clorídrico. Os pesquisadores acrescentaram um par de outros ingredientes no muco para fazer mover as hélices, incluindo um composto de uréia, que abastece o poder de liquefação da urease, e sais que impedem que as hélices fiquem enroscadas em cadeias de moléculas do muco.

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Este micropropulsor (acima) tem uma cabeça de grânulos de sílica e uma cauda em forma de saca-rolhas de vidro; níquel magnético (visível na parte inferior esquerda) ajuda a girar a hélice para a frente em um campo magnético. Fonte: Science News.

Estes micropropulsores ainda precisam superar alguns obstáculos antes que possam ser usados para fazer a entrega de medicamentos. “É muito interessante do ponto de vista tecnológico, mas claramente tem algumas limitações no que diz respeito à aplicação potencial”, diz Alan Mackie, um cientista de alimentos do Institute of Food Research, em Colney, Inglaterra. Por exemplo, o estômago humano é geralmente mais ácido, e contém menos sais do que o ambiente de teste dos micropropulsores, diz ele.

“Nosso sistema específico provavelmente não seria adequado para aplicações clínicas”, diz a co-autora do estudo Debora Walker, também uma físico-química do Instituto Planck. Ao contrário, ele é uma prova de conceito, diz ela. “É o primeiro sistema onde tais hélices realmente manipulam o seu redor de tal maneira.”

Fonte: Science News.

 

Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e atualmente mestrando em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.
Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e atualmente mestrando em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.

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