Cientistas da Coreia do Sul criaram “nanomáquinas” que usam movimentos moleculares mecânicos para entrar e destruir células cancerígenas. O cancro é uma condição em que algumas das células do corpo crescem fora de controlo. As células cancerosas dividem-se continuamente, levando-as a invadir o tecido circundante e formar tumores sólidos.
As proteínas estão envolvidas em todos os processos biológicos e usam a energia do corpo para alterar sua estrutura por movimentos mecânicos. São por isso chamados de “nanomáquinas” biológicas, uma vez que mesmo pequenas mudanças estruturais nas proteínas têm um impacto substancial nos processos biológicos. Para recriar o movimento no ambiente celular, os cientistas concentraram-se no desenvolvimento de nanomáquinas que imitam as proteínas.
A equipa liderada pelo Dr. Youngdo Jeong, do Centro de Reconhecimento Biomolecular Avançado do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul (KIST), anunciou o desenvolvimento de uma nova nanomáquina bioquímica que penetra na membrana celular e mata a célula através dos movimentos moleculares, dobrando e desdobrando em certos ambientes celulares, como células cancerosas.
A equipa estudou a estrutura hierárquica das proteínas, na qual o eixo da grande estrutura e as unidades móveis são separados hierarquicamente. Portanto, apenas peças específicas podem mover-se ao redor do eixo. A maioria das nanomáquinas existentes foi projetada para que os componentes móveis e o eixo da grande estrutura estejam presentes na mesma camada. Assim, esses componentes sofrem movimento simultâneo, o que dificulta o controlo desejado de uma peça específica.
Uma nanomáquina hierárquica foi fabricada através da sintetização e combinação de nanopartículas de ouro de 2 nm de diâmetro com moléculas que podem ser dobradas e desdobradas com base no ambiente circundante. Esta nanomáquina é composta por moléculas orgânicas móveis e nanopartículas inorgânicas para funcionar como grandes estruturas de eixo e movimento e direção definidos de tal forma que ao atingir a membrana celular, resulta num movimento mecânico de dobra/ desdobramento, que levou a nanomáquina a penetrar diretamente na membrana celular, destruindo as organelas e induzindo a apoptose. Este novo método mata diretamente as células cancerosas por meio de movimentos mecânicos sem medicação anticancerígena, em contraste com os nanocarreadores do tipo cápsula que fornecem drogas terapêuticas.
Posteriormente, uma molécula de trava foi enfiada na nanomáquina para controlar o movimento mecânico para matar seletivamente as células cancerígenas. A molécula de trava rosqueada foi projetada para ser libertada apenas num ambiente de baixo pH.
Legenda da imagem: A nanomáquina, desenvolvida pela equipa conjunta KIST-UNIST, penetra seletivamente e mata as células cancerígenas, bem como seu mecanismo de ação.
Crédito: Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST)
