Tecnologia Científica

Proteínas coreografam a dança infinitesimal de células vivas e biomateriais funcionais
De acordo com um artigo publicado hoje na Scientific Reports , as características e propriedades em nanoescala de um substrato subjacente não afetam a resposta biológica das células diretamente.
Por Lehigh University - 11/03/2021


Microestruturas "semelhantes a flores" formando-se sobre um monólito de vidro nanoporoso com poros de 31 nm de diâmetro. Crédito: Lehigh University, Thamma, Kowal, Falk, Jain

Uma equipe de pesquisa interdisciplinar da Lehigh University desvendou como os biomateriais funcionais dependem de uma camada de proteína interfacial para transmitir sinais às células vivas sobre sua adesão, proliferação e desenvolvimento geral.

De acordo com um artigo publicado hoje na Scientific Reports , as características e propriedades em nanoescala de um substrato subjacente não afetam a resposta biológica das células diretamente. No entanto, essas propriedades influenciam indiretamente o comportamento celular por meio de seu controle sobre as proteínas adsorvidas.

No artigo, "A nanoestrutura do vidro bioativo afeta a fixação das células ósseas por meio da reestruturação da proteína após a adsorção", a equipe de Lehigh demonstra que as células vivas respondem às características da camada interfacial que surgem como consequência de estruturas em escala micro e nano projetadas em um material de substrato . Essas estruturas infinitesimalmente minúsculas têm um enorme impacto sobre a natureza das proteínas e como elas se reestruturam e interagem eletrostaticamente com o material, o que por sua vez influencia a maneira como as células se fixam ao substrato e se desenvolvem ao longo do tempo.

"Há outros que estudaram a camada de proteína interfacial ", diz Himanshu Jain, o TL Diamond Distinguished Chair em Engenharia e Ciências Aplicadas e Professor de Ciência de Materiais e Engenharia em Lehigh, que também atua como diretor do Instituto de Materiais e Dispositivos Funcionais de Lehigh (I-FMD). "Mas este trabalho mostrou direta e inequivocamente pela primeira vez como algumas características específicas em nanoescala do substrato podem impactar a estrutura molecular secundária da interface proteinada que por sua vez afeta a resposta das células que são milhares de vezes maiores."

Matthias Falk, professor de Biologia Celular da Lehigh's College of Arts and Sciences, se juntou ao professor Jain na orientação desta pesquisa. A equipe é completada por dois alunos de doutorado supervisionados conjuntamente por Falk e Jain - Dr. Tia Kowal, que recebeu Ph.D. em Ciências Biológicas e agora é um pesquisador de pós-doutorado na Medicina de Stanford, e o autor principal Dr. Ukrit Thamma, que concluiu seu doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais e agora é professor da Universidade de Tecnologia King Mongkut em Bangkok, Tailândia.

"Lehigh é cada vez mais reconhecido como um lugar onde a ciência da equipe interdisciplinar está se enraizando e florescendo", diz Jain. "A criação e a missão dos Institutos de Pesquisa Interdisciplinar de Lehigh é uma expressão estratégica dessa noção - e este projeto é uma expressão dessa noção em ação. E o papel crucial que nossos alunos desempenham, com o apoio de uma ampla equipe de professores, fala por si só . "

 

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