(PhysOrg.com) - Un nuevo método para crear nanofibras hechas de proteínas, desarrollado por investigadores del Instituto Politécnico de la Universidad de Nueva York (NYU-Poly), promete mejorar en gran medida los métodos de administración de fármacos para el tratamiento de cánceres, trastornos cardíacos y enfermedad de Alzheimer, así como ayuda en la regeneración del tejido humano, hueso y cartílago.
Además, aplicado de manera diferente, este mismo desarrollo podría señalar el camino hacia microprocesadores aún más pequeños y potentes para las generaciones futuras de computadoras y dispositivos electrónicos de consumo.
Los detalles se detallan en un artículo titulado "Efectos de los metales divalentes en la formación de fibras nanoscópicas y el reconocimiento de moléculas pequeñas de proteínas helicoidales, "que aparece en línea en Materiales funcionales avanzados . Autor Susheel K. Gunasekar, estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias Químicas y Biológicas de NYU-Poly, fue el investigador principal, y es alumno del coautor Jin Montclare, profesor asistente y jefe del Laboratorio de Ingeniería de Proteínas y Diseño Molecular del departamento, donde se llevó a cabo principalmente la investigación subyacente. También participaron los coautores Luona Anjia, un estudiante graduado, y el profesor Hiroshi Matsui, ambos del Departamento de Química y Bioquímica de Hunter College (The City University of New York), donde se llevó a cabo la investigación secundaria.
Sin embargo, todo esto casi nunca surgió, dice el profesor Montclare, quien explica que fue pura "casualidad" - una observación casual hecha por Gunasekar hace dos años - lo que inspiró la investigación del equipo y condujo a sus importantes hallazgos.
Durante un experimento que implicó el estudio de ciertas proteínas en forma de cilindro derivadas de la proteína de la matriz oligomérica del cartílago (COMP, se encuentra predominantemente en el cartílago humano), Gunasekar notó que en altas concentraciones, estas proteínas alfa helicoidales en espiral se unieron espontáneamente y se autoensamblaron en nanofibras. Fue un resultado sorprendente, Montclare dice:porque no se sabía que COMP formara fibras en absoluto. "Estábamos muy emocionados, "recuerda." Así que decidimos hacer una serie de experimentos para ver si podíamos controlar la formación de fibras, y también controlar su unión a moléculas pequeñas, que se alojaría dentro del cilindro de la proteína ".
De especial interés fueron las moléculas de curcumina, un ingrediente de los suplementos dietéticos que se utilizan para combatir la enfermedad de Alzheimer, cánceres y trastornos cardíacos.
Al agregar un conjunto de aminoácidos que reconocen metales a la proteína en espiral, el equipo de NYU-Poly tuvo éxito, encontrando que las nanofibras alteran sus formas al agregar metales como zinc y níquel a la proteína. Es más, la adición de zinc fortificó las nanofibras, permitiéndoles retener más curcumina, mientras que la adición de níquel transformó las fibras en esteras agrupadas, desencadenando la liberación de la molécula del fármaco.
Próximo, Montclare dice:los investigadores planean experimentar con la creación de andamios de nanofibras que puedan usarse para inducir la regeneración de huesos y cartílagos (a través de vitamina D incorporada) o células madre humanas (a través de vitamina A incorporada).
Más tarde, incluso puede ser posible aplicar este orgánico, método basado en proteínas para la creación de nanofibras para el mundo de las computadoras y la electrónica de consumo, Montclare dice:producir hilos de oro a nanoescala para usarlos como circuitos en chips de computadora creando primero las nanofibras y luego guiando ese metal hacia ellas.
Por último, Montclare dice:A los investigadores les gustaría que los frutos de su descubrimiento, como las nanofibras terapéuticas y los nanocables metálicos, fueran adoptados tanto por las empresas farmacéuticas como por los fabricantes de microprocesadores.
