Natureza pode fornecer material para fixação de implantes

pilha de mexilhõesMimetizando as propriedades aderentes dos mexilhões, capazes de formar uma cola sobre superfície lisa, cientistas do instituto de pesquisa RIKEN no Japão fixaram com sucesso uma molécula biologicamente ativa à superfície de um titânio, metal usado em articulações artificiais e implantes dentários, por exemplo. As descobertas podem possibilitar o desenvolvimento de novos materiais para crescimento celular e, assim, mais implantes dentários com mais benefícios biologicamente.

Quanto ao funcionamento e compatibilidade, as realizações da natureza são raramente compatíveis pela ciência. Os mexilhões, por exemplo, podem fixar-se em quase todas as superfícies devido a uma certa proteína, L-dopa, capaz de aderir de modo bem forte às superfícies mais lisas como cerâmica ou metal.

Imitar a natureza, o caminho da biocompatibilidade

Com inspiração nessa característica em particular, os cientistas japoneses procuraram imitar a a natureza com o objetivo de obter biocompatibilidade em aplicações médicas. “Nós pensamos que poderia ser interessante tentar usar várias técnicas para aderir uma proteína ativa biologicamente—no nosso caso escolhemos fator de crescimento semelhante à insulina-I, um promotor de proliferação celular— a uma superfície de titânio, como a utilizada em implantes”, explicou Chen Zhang do RIKEN Nano Medical Engineering Laboratory.

Utilizando uma combinação de tecnologia do DNA recombinante e tratamento com tirosinase, os pesquisadores foram capazes de criar uma proteína híbrida que continha partes ativas do fator de crescimento e L-dopa. Em experimentos adicionais, o grupo foi capaz de confirmar que as proteínas colaram fortemente à superfície do titânio e permaneceram fixadas, mesmo quando o metal foi lavado em tampão fostato salino, uma solução de base aquosa.

Uma cola naturalmente poderosa

“Isso é similar às propriedades poderosas de aderência dos mexilhões, que pode manter-se fixado ao material metálico mesmo debaixo d’água”, disse Zhang. De acordo com o Dr. Yoshihiro Ito, líder do grupo de Emergent Bioengineering Materials Research Team do RIKEN Center for Emergent Matter Science, essa modificação do processo universal pode ser utilizada com outras proteínas também e talvez permita a produção de novos materiais para crescimento celular, com aplicações potenciais em sistemas de cultura celular e medicina regenerativa.

O estudo, intitulado “A bioorthogonal approach for the preparation of a titanium-binding insulin-like growth-factor-1 derivative by using tyrosinase”, foi publicado on-line em 6 de julho na revista Angewandte Chemie International Edition antes da versão impressa.

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