Hidrogeles, destacan por sus propiedades biomiméticas, son los materiales líderes para aplicaciones biomédicas, como la administración de fármacos y la terapia con células madre. Los hidrogeles tradicionales compuestos de polímeros sintéticos o biomoléculas naturales a menudo sirven como andamios pasivos para especies moleculares o celulares. que hacen que estos materiales sean incapaces de recapitular completamente la señalización dinámica involucrada en los procesos biológicos, como el desarrollo de células / tejidos.

Los hidrogeles fotosensibles son de particular interés para los científicos de materiales, porque la luz se considera una herramienta ideal para controlar moléculas o el comportamiento celular con alta precisión espacio-temporal y poca invasividad. El mayor desafío para los científicos es cómo ensamblar estas proteínas globulares complejas en arquitecturas supramoleculares de manera eficiente mientras se preserva su función.

En una investigación reciente, Un grupo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong creó un hidrogel sensible a la luz dependiente de B12 uniendo covalentemente las proteínas del dominio de unión de adenosilcobalamina C-terminal del fotorreceptor (CarHC) en condiciones suaves. Este ensamblaje directo de proteínas sensibles a los estímulos en hidrogeles representa una solución versátil para diseñar materiales "inteligentes" y abre enormes oportunidades para la biología de los materiales en el futuro.

Los hallazgos fueron publicados en la revista PNAS el 6 de junio 2017.

"En nuestra investigación, pudimos crear hidrogeles sensibles a la luz basados ​​en proteínas completamente recombinantes mediante el ensamblaje covalente de las proteínas fotorreceptoras CarHC utilizando la química SpyTag-SpyCatcher codificada genéticamente, "dijo Fei Sun, autor del artículo y profesor asistente en el departamento de ingeniería química y biomolecular de HKUST. "Se ha demostrado que la tetramerización CarHC dependiente de AdoB12 es esencial para la formación de un hidrogel elástico en la oscuridad, que puede sufrir una rápida transición gel-sol causada por el desmontaje de CarHC inducido por la luz ".

"El hidrogel resultante compuesto de polímeros CarHC autoensamblados físicamente exhibió una rápida transición gel-sol al exponerse a la luz, lo que permitió la fácil liberación / recuperación de fibroblastos 3T3 y células madre mesenquimales humanas (hMSC) a partir de cultivos 3D mientras se mantenía su viabilidad ", agregó Sun." Dada la creciente demanda de crear hidrogeles "inteligentes" sensibles a los estímulos, el ensamblaje directo de proteínas que responden a estímulos en hidrogeles representa una estrategia versátil para diseñar materiales dinámicamente ajustables ".