Las fibras proteicas se encuentran prácticamente en todas partes de la naturaleza, incluso en seda de araña, madera, los espacios entre las células de los tejidos, en tendones, o como sellador natural para pequeñas heridas. Estas nanofibras de proteínas tienen propiedades sobresalientes como alta estabilidad, biodegradabilidad, y efectos antibacterianos. Crear artificialmente estas fibras no es fácil, mucho menos asignándoles funciones específicas. Estos temas son discutidos por científicos de materiales de la Universidad Friedrich Schiller de Jena (Alemania) en el último número de ACS Nano .

"Las fibras proteicas consisten en varias macromoléculas de proteínas naturales, "explica el Prof. Dr. Klaus D. Jandt del Instituto Otto Schott de Investigación de Materiales de la Universidad de Jena." La naturaleza construye estos nanomateriales mediante procesos de autoensamblaje. "Es bastante difícil replicar las fibras naturales en condiciones de laboratorio. El Prof. Jandt y su equipo tienen, en años recientes, crearon nanofibras de proteínas a partir de las proteínas naturales fibrinógeno y fibronectina y controlaron su tamaño y estructura lineal o ramificada.

Los investigadores del grupo del profesor Jandt se propusieron a continuación predefinir propiedades específicas de las nanofibras de proteínas para su uso posterior como componentes en biosensores. partículas de administración de fármacos, sondas ópticas o cementos óseos. Para hacer esto, buscaron combinar dos proteínas en una nanofibra de proteínas autoensamblables para crear nuevas propiedades. Utilizaron con éxito la proteína albúmina, que es responsable de la presión osmótica en sangre, y hemoglobina, la proteína del pigmento rojo de la sangre que facilita el transporte de oxígeno en la sangre. Los científicos disolvieron estas dos proteínas en etanol y luego las calentaron a 65 ° C. Durante varias etapas intermedias, esto resultó en la formación aparentemente autónoma de nuevas nanofibras de proteínas híbridas que contienen ambas proteínas por primera vez. Esto implica un llamado "apretón de manos" entre las dos proteínas, lo que significa que secciones similares de ambos se combinan para formar una fibra.

"Probar que estas nuevas nanofibras de proteínas híbridas contienen ambas proteínas no fue fácil, como las nuevas fibras son tan pequeñas que apenas existen métodos de microscopía capaces de ver detalles en ellas, "dice Klaus Jandt.

El Prof. Dr. Volker Deckert y su equipo encontraron señales ópticas en las nuevas nanofibras híbridas que son típicas de la albúmina y la hemoglobina utilizando espectroscopía Raman mejorada con punta (TERS). "La extrema sensibilidad del método nos permitió identificar las diferentes proteínas incluso sin marcadores especiales, y también permitió su clasificación inequívoca en estrecha cooperación con los colegas del profesor Jandt, "dice el profesor Deckert de Leibniz-IPHT en Jena.

Las fibras innovadoras se pueden utilizar para la construcción específica de nuevos, estructuras más grandes con propiedades deseadas que antes eran inalcanzables. Las redes de las nuevas nanofibras podrían usarse como un nuevo material para regenerar huesos y cartílagos en el futuro, por ejemplo. El profesor Jandt dice:"Esto ha abierto la puerta a una generación completamente nueva de materiales funcionales para la ingeniería médica, nanoelectrónica, sensorial, u óptica, todo basado en sustancias naturales y principios de construcción. Estos principios biomiméticos tendrán un efecto decisivo en los materiales del futuro ". Los científicos de Jena confían en que este nuevo enfoque de autoorganización también se puede transferir con éxito a otras proteínas siempre que presenten secuencias de aminoácidos idénticas en algunas partes.