Investigadores del Departamento de Biología del Cáncer de la UC están colaborando con científicos de materiales de la Universidad de Houston para crear y usar nanotubos para capturar y comprender la regulación de proteínas involucradas en una variedad de enfermedades, incluidos ciertos cánceres, enfermedades cardiovasculares y obesidad.
Un estudio reciente, publicado en la American Chemical Society Materiales e interfaces aplicados diario, mostró que los nanotubos de titanio cultivados en alambre de metal a base de titanio proporcionaron eficacia para el enriquecimiento de fosfopéptidos, el mecanismo de regulación clave detrás de las funciones biológicas y celulares normales, y eran más fáciles de usar, lo que podría significar costos más bajos y un uso más práctico del material en estudios científicos.
"La fosforilación de proteínas es un mecanismo regulador central para las funciones dentro de las células normales y los procesos biológicos del cuerpo, mientras que la interrupción de la fosforilación puede conducir al inicio de una variedad de enfermedades, incluidas las cardiovasculares, neurológico, endocrino y cáncer, "dice Ken Greis, Doctor, profesor asociado en el Departamento de Biología del Cáncer, miembro del UC Cancer Institute y del Cincinnati Cancer Center y coautor del estudio.
"Los estudios destinados a comprender la dinámica de la fosforilación han pasado a la vanguardia de la investigación biológica a medida que la comunidad de investigadores intenta comprender los mecanismos celulares subyacentes de la enfermedad con el objetivo de proporcionar nuevos objetivos para la intervención terapéutica.
Greis dice que el estudio de la fosforilación celular de proteínas (o fosfoproteómica) generalmente se realiza separando y categorizando las proteínas mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas. Se necesita enriquecimiento mediante la adición de materiales metálicos para ayudar con esta separación.
"Las partículas de titania mesoporosas se utilizan ampliamente para el enriquecimiento de fosfopéptidos, pero son caras y ofrecen oportunidades muy limitadas para mejorar la función, ", continúa." Los nanotubos de dióxido de titanio (comúnmente conocido como titania) cultivados en alambre de titanio han mostrado características prometedoras para la separación de fosfopéptidos. En este estudio, evaluamos la eficacia de los nanotubos sobre alambre de titanio para la investigación de la fosfoproteómica ".
Los investigadores utilizaron nanotubos de titania a base de alambre de titanio y compararon los resultados cuando se utilizaron partículas comerciales en un conjunto de fosfopéptidos estándar conocidos y luego en cientos de fosofopéptidos derivados de tejido hepático animal.
"Nuestros estudios revelaron que los nanotubos de titania en alambre metálico brindan una eficacia comparable para el enriquecimiento de fosfopéptidos y un uso más fácil en comparación con las partículas. Esto podría reducir los costos y ser un método más efectivo para estudios futuros," "Dice Greis." La capacidad de variar la longitud y el tamaño de los nanotubos también abre la puerta a un mayor desarrollo de la tecnología de enriquecimiento. Esta es una colaboración realmente emocionante que también destaca el beneficio de las interacciones científicas entre disciplinas.
"Esta interacción fue iniciada por una discusión entre postdoctorados en las dos instituciones y se ha convertido en una fructífera colaboración con el profesor Oomman Varghese, que es un experto líder en tecnologías, para generar y desarrollar nanotubos de titanio para su uso como sensores químicos y para tecnologías de conversión de energía solar en la Universidad de Houston. Ahora, estamos combinando nuestra experiencia para diseñar y probar nuevos materiales de enriquecimiento para mejorar aún más nuestra comprensión de los cambios de fosforilación en las enfermedades para ayudarnos en la lucha contra el cáncer y otras enfermedades. Muestra una gran promesa ".
