Células artificiais que detetam iões de cálcio e respondem com fluorescência
Uma equipa de investigadores do Imperial College de Londres, no Reino Unido, criou células artificiais que detetam e respondem a sinais químicos externos através da ativação de uma via artificial de sinalização.
As células são capazes de responder a mudanças químicas: a resposta baseia-se na criação de certas proteínas, no aumento da produção de energia ou até na autodestruição.
Os produtos químicos também são usados pelas células biológicas para se comunicarem umas com as outras e coordenarem uma resposta ou enviar um sinal, como um impulso de dor, por exemplo. Nas células naturais, estas respostas podem ser muito complexas e envolver várias etapas.
Mas James Hindley partiu do princípio de que estes sistemas podem ser desenvolvidos para uso em biotecnologia. “Poderíamos imaginar a criação de células artificiais capazes de detetar marcadores de cancro e sintetizar uma determinada droga para dentro do corpo, ou células artificiais capazes de detetar metais pesados perigosos para o meio ambiente e libertar esponjas seletivas para as limpar”, disse, citado pelo Sci-News.
E da imaginação partiu para a realidade. As células artificiais criadas por Hindley e pela sua equipa possuem células menores (“vesículas”) no interior. A borda da célula é formada por uma membrana que contém poros, que permitem a entrada de iões de cálcio. Dentro da célula, os iões ativam enzimas que fazem com que as vesículas libertem partículas fluorescentes.
Quando ativada pelo cálcio, uma enzima altera a membrana de uma vesícula, fazendo com que ela liberte partículas fluorescentes através do canal de proteína.
O sistema criado pela equipa de cientistas, que usa células artificias e elementos de diferentes sistemas naturais, é mais simples porque não precisa levar em conta muitas das coisas que as células precisam de usar em sistemas naturais – como subprodutos que são tóxicos para a célula.
Dentro do sistema, os poros da membrana e as enzimas ativadas pelo cálcio são de sistemas biológicos existentes: a enzima é retirada do veneno da abelha, por exemplo. A verdadeira mais-valia de usar células artificiais para criar respostas químicas é o facto de elas poderem misturar mais facilmente elementos encontrados na natureza.
“O aspeto plug-and-play do nosso sistema significa que os cientistas podem recolher elementos da natureza para criar novos caminhos químicos projetados com objetivos específicos em mente”, disse o professor Oscar Ces, autor do estudo, recentemente publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences.
Além disso, este sistema é “fácil de configurar” e pode ser usado para testar rapidamente qualquer combinação nova de elementos que os cientistas queiram explorar e desenvolver.
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